Den felande länken till de första stjärnorna

 

Bild ESA  på Galaxen GS-NDG-9422

Genom att se in i det tidiga universum med NASA:s James Webb Space Telescope har astronomer hittat en galax med en udda ljussignatur som lyser starkare än galaxens stjärnor tillsammans skulle göra. Galaxen GS-NDG-9422 finns ungefär en miljard år efter bigbang och kan vara en felande länk i galaxers utveckling. Tiden mellan universums första stjärnor och galaxers bildande med stjärnor som dagens.

"Min första tanke när jag tittade på galaxens spektrum var 'något är konstigt', vilket är precis vad Webb-teleskopet var designat för att hitta: okända fenomen i det tidiga universum som ska hjälpa oss att förstå hur den kosmiska historien började", beskriver forskaren Alex Cameron vid University of Oxford.

Cameron tog kontakt med kollegan Harley Katz, som är teoretiker för att diskutera det märkliga fyndet. Genom att arbeta tillsammans fann  teamet  datormodeller av kosmiska gasmoln som värms upp av mycket heta massiva stjärnor i en sådan utsträckning att gasen lyste starkare än stjärnorna i en galax. Datamodellen blev nästan en perfekt matchning med Webbs observation.

"Det ser ut som att dessa stjärnor måste vara mycket varmare och mer massiva änr stjärnor är i det nutida universum, vilket är logiskt eftersom det tidiga universum var en mycket annorlunda miljö", beskriver Katz, vid Oxford och University of Chicago.

I dagens universum har typiska heta, massiva stjärnor en temperatur som sträcker sig mellan 40 000 till 50 000 grader Celsius. Enligt teamet har galax GS-NDG -9422 stjärnor som är varmare än 80 000 grader Celsius.

Forskargruppen misstänker att galaxen befinner sig mitt i en kort fas av intensiv stjärnbildning inuti ett moln av tät gas där det produceras ett stort antal massiva, heta stjärnor. Gasmolnet träffas av så många fotoner av ljus från stjärnorna så det lyser extremt starkt.

Förutom att det är nytt är det spännande med nebulosor (gasmoln) som lyser så starkt är det förutspått att miljön för universums första generation av stjärnor, som astronomer klassificerar som population III-stjärnor (bestående av nästan enbart väte och helium).

– Vi vet att den här galaxen inte har Population III-stjärnor, eftersom Webbs data visar för mer kemisk komplexitet. Dessa stjärnor är annorlunda än vad vi är bekanta med (från denna tid) de exotiska stjärnorna i den här galaxen kan vara en guide för att förstå hur galaxer övergick från urstjärnor till de typer av galaxer med stjärnor vi känner till av idag, beskriver Katz.

Vid det här laget är denna galax ett exempel på denna fas av galaxers utveckling, men det finns fortfarande många frågor att besvara. Är dessa förhållanden vanliga i galaxer vid den här tidsperioden, eller är de sällsynta? Vad mer kan de visa om ännu tidigare faser av galaxers utveckling? Cameron, Katz och deras forskarkollegor arbetar aktivt med att identifiera fler galaxer att lägga till denna population för att bättre förstå vad som hände i universum under den första miljarden år efter big bang.

Mycket verkar bekräfta att denna galax är en felande länk mellan de allra första stjärnorna som bestod av nästan enbart väte och helium och dagens stjärnor som uppkom efter supernovor och består av järn mfl metaller .

Låg densitet och snedfördelad atmosfär- jo en sådan planet finns därute

 

Bild wikipedia Illustratörs bild av exoplaneten WASP-107b som är en super-Neptunus exoplanet som kretsar kring stjärnan WASP-107, 200 ljusår från jorden i stjärnbilden Jungfrun.

Astronomer från University of Arizona har tillsammans med en internationell grupp forskare med hjälp av Webbteleskopet observerat atmosfären i en het och unikt uppblåst exoplanet. Exoplaneten WASP-107b är lika stor som Jupiter men har endast en tiondel av Jupiters massa. Planeten har en öst-västlig asymmetri i atmosfären vilket innebär att det finns en betydande skillnad mellan väderstrecken och dess atmosfär här.

"Det här är första gången som asymmetri mellan öst och väst på en exoplanet har observerats när den passerar sin sol", beskriver studiens huvudförfattare Matthew Murphy, doktorand vid U of A Steward Observatory.

Öst-västlig asymmetri hos en exoplanets atmosfär visar på skillnader i atmosfärens egenskaper, såsom temperatur eller molnegenskaper och som här observerats mellan planetens östra och västra halvklot. Att avgöra om denna asymmetri existerar eller inte är avgörande för att förstå klimatet, atmosfärsdynamiken och vädermönstren hos exoplaneter.

Exoplaneten WASP-107b är låst till sin stjärna. Det betyder att exoplaneten alltid riktar samma sida mot sin sol den kretsar kring. Den ena halvan av den tidvattenlåsta exoplaneten är ständigt vänd mot sin sol medan den andra  alltid är vänd bort vilket resulterar i en permanent dagsida och en permanent nattsida. James Webb Space Teleskopet kunde separera signalerna från atmosfärens östra och västra sida och få en mer fokuserad syn på specifika processer som sker i exoplanetens atmosfär.

"Dessa ögonblicksbilder berättar mycket om gaserna i atmosfär, moln, atmosfärens struktur, kemin och hur allt förändras när en planet får olika mängder solljus", beskriver Murphy.

Exoplaneten WASP-107b är unik i det att den har en mycket låg densitet och relativt låg gravitation vilket resulterar i en atmosfär som är mer uppblåst än andra exoplaneters med samma massa men som inte alltid vänder samma sida mot sin sol.

– Vi har inget liknande i vårt eget solsystem. Planeten är unik bland de exoplaneter vi upptäckt. beskriver Murphy.

WASP-107b har en yttemperatur på ca 475 Celsius vilket är medeltemperatur mellan de planeter som finns i vårt solsystem och de hetaste exoplaneter vi känner till.

"Traditionellt sett fungerar våra observationstekniker inte lika bra för dessa mellanliggande planeter, så det har funnits många spännande öppna frågor som vi äntligen kan börja besvara", beskriver Murphy. – Till exempel har några av våra modeller visat att en planet som WASP-107b inte borde ha den här asymmetrin alls i sin atmosfär– så vi lär oss något nytt här, beskriver han.

Forskare har sett på exoplaneter i nästan två decennier och observationer från både markteleskop och rymdteleskop har hjälpt astronomer att dra slutsatser om hur exoplaneters atmosfär kan se ut, beskriver Thomas Beatty, medförfattare till studien och biträdande professor i astronomi vid University of Wisconsin-Madison.

"Men det här är faktiskt första gången som vi har sett den här typen av asymmetri i en atmosfär direkt imed hjälp av transmissionsspektroskopi i rymden vilket är det primära sättet på vilket vi förstår vad exoplaneters atmosfärer består av, beskriver Beatty. Resultaten har publicerats i tidskriften Nature Astronomy.

Min tanke är att asymmetrin beror på att planeten har låst bana (vänder samma sida mot sin sol hela tiden) vilket får dess atmosfär att dras från nattsidan mot dagsidan genom gravitationen från dess sol. Därav  skillnaden öst väst. 

Kan detta vara Jordens framtid vi ser i detta solsystem

 

Bild https://snl.no/Armageddon «Armageddon», oljemaleri av Joseph Paul Pettit (1812–1882).

Joseph Paul Pettit/York Art Gallery.

Lisens: Falt i det fri (Public domain)

Upptäckten av en jordliknande planet 4 000 ljusår bort i galaxen Vintergatan ger en försmak av ett möjligt öde för Jorden miljarder år in i framtiden då solen har förvandlats till en vit dvärgstjärna och en frusen jord har vandrat bortom Mars omloppsbana.

Det avlägsna planetsystem, som identifierades av astronomer vid University of California, Berkeley, efter observationer med Kecks 10-metersteleskop på Hawaii, liknar mycket det öde som antas drabba Jorden. Systemet består av en vit dvärgstjärna ungefär hälften så stor som solen med en planet av Jordens storlek i en omloppsbana som är dubbelt så stort som jordens omloppsbana runt vår sol i dag.

Vår sol kommer så småningom att blåsa upp sig som en röd ballong som är större än jordens omloppsbana idag och uppsluka Merkurius och Venus i processen. När solen expanderar och blir en röd jätte kommer dess minskande massa att tvinga planeter att migrera till mer avlägsna omloppsbanor vilket ger jorden en liten möjlighet att klara sig. Processen beror på en minskad gravitation från solen (obs allt är teori det är fullt möjligt att solen slukar även Jorden)). Så småningom kommer de yttre lagren av den röda jätten att blåsas bort och lämna efter sig en tät vit dvärg som inte är större än en planet, men med en massa som en stjärna. Om jorden har klarat sig till dess kommer den förmodligen att hamna i en omloppsbana som är dubbelt så lång som den nuvarande.

Så småningom, om cirka 8 miljarder år, kommer solens yttre lager att ha skingrats och lämnat efter sig ett tätt, glödande klot – en vit dvärg – som är ungefär hälften av solens massa, och mindre i storlek än jorden.  "Vi har för närvarande inte en konsensus om huruvida jorden skulle kunna undvika att uppslukas av den röda jättesolen om 6 miljarder år", beskriver studiens ledare Keming Zhang, tidigare doktorand vid University of California, Berkeley, som nu är Eric and Wendy Schmidt AI in Science postdoctoral fellow vid UC San Diego.

"I vilket fall som helst kommer planeten jorden bara att vara beboelig i ytterligare cirka en miljard år, då jordens hav kommer att förångas av den skenande växthuseffekten – långt innan risken att slukas av den röda jätten." "Huruvida liv kan överleva på jorden under den (röda jätten) perioden är okänt.

Men det intressanta  är om  jorden inte slukas av solen när den blir en röd jätte, beskriver Jessica Lu, docent och ordförande i astronomi vid UC Berkeley. Det här systemet som Keming hittat är ett exempel på en planet – förmodligen en jordliknande planet som ursprungligen låg i en liknande omloppsbana som jorden och som klarade sin sols röda jättefas, beskriver Keming. Det avlägsna planetsystemet, som ligger nära utbuktningen i mitten av vår galax, uppmärksammades av astronomer 2020 när det passerade framför en mer avlägsen stjärna som förstorade stjärnans ljus med en faktor 1 000. Systemets gravitation fungerade som en lins för att fokusera och förstärka ljuset från bakgrundsstjärnan. Så kallade gravitationslinsning. 

Teamet som upptäckte denna "mikrolinsningshändelse" döpte den till KMT-2020-BLG-0414 den upptäcktes av Korea Microlensing Telescope Network på södra halvklotet. Förstoringen av bakgrundsstjärnan – som också finns i Vintergatan, cirka 25 000 ljusår från jorden – var fortfarande bara ett nålstick av ljus. Variationen i intensitet under ungefär två månader gjorde det möjligt för teamet att uppskatta att systemet innehöll en stjärna med ungefär hälften av solens massa och en planet med en massa som var ungefär 17 gånger Jupiters – troligen en brun dvärg. Bruna dvärgar är misslyckade stjärnbildningar, med en massa som är precis mindre än den som krävs för att antända fusion i kärnan.

Analysen kom också fram till att den jordliknande planeten låg mellan 1 och 2 astronomiska enheter från stjärnan – det vill säga ungefär dubbelt så långt som avståndet mellan jorden och solen. Det var oklart vilken typ av stjärna det rörde sig om eftersom dess ljus försvann i skenet från den förstorade bakgrundsstjärnan och några närliggande stjärnor.

För att identifiera typen av stjärna såg Zhang och hans kollegor, inklusive UC Berkeley-astronomerna Jessica Lu och Joshua Bloom, närmare på mikrolinssystemet 2023 med hjälp av Keck II 10-metersteleskopet på Hawaii, som är utrustat med adaptiv optik för att eliminera oskärpa från atmosfären. Eftersom de observerade systemet tre år efter gravitationlinsningen hade bakgrundsstjärnan förstorats 1 000 gånger blivit tillräckligt svag för att linsstjärnan borde ha varit synlig om det var en typisk huvudseriestjärna som solen, beskriver Lu.

– Våra slutsatser bygger på att vi utesluter de alternativa scenarierna, eftersom en normal stjärna skulle ha varit lätt att se, beskriver Zhang. – Eftersom linsen visar en  mörk stjärna med låg massa kom vi fram till att det bara kan vara en vit dvärg.

"Det här är ett fall där det faktiskt är mer intressant att se ingenting än att se något", beskriver Lu, som letar efter mikrolinshändelser som orsakas av fritt svävande svarta hål med stjärnmassa i Vintergatan.

Upptäckten är en del av ett projekt som Zhang har gjort för att närmare studera mikrolinsning som visar om det finns en planet, för att förstå vilka typer av stjärnor exoplaneter finns runt.

"Mikrolinsning har blivit ett mycket intressant sätt att studera andra stjärnsystem som inte kan observeras och upptäckas med konventionella metoder, det vill säga transitmetoden eller radialhastighetsmetoden", beskriver Bloom. "Det finns en hel uppsättning världar som nu öppnar sig för oss genom mikrolinsning och det som är spännande är att vi står på randen till att hitta exotiska konfigurationer som denna." 

Ett syfte med NASA:s Nancy Grace Roman Telescope, som är planerat att skjutas upp 2027, är att mäta ljuskurvor från mikrolinsning för att hitta exoplaneter av vilka många kommer att behöva följas upp med hjälp av andra teleskop för att identifiera vilka typer av stjärnor som hyser exoplaneter.

"Vad som krävs är noggrann uppföljning med världens bästa anläggningar det vill säga adaptiv optik och Keck-observatoriet, inte bara en dag eller en månad senare utan  år in i framtiden, efter att linsen har flyttat sig bort från bakgrundsstjärnan så att du kan börja skilja ut vad du ser", beskriver Bloom.

Zhang noterade att även om jorden blir uppslukad under solens röda jättefas om en miljard år, kan mänskligheten hitta en tillflykt i det yttre solsystemet. Flera av Jupiters månar, som Europa, Callisto och Ganymedes, och Enceladus runt Saturnus, verkar ha frusna vattenhav som sannolikt kommer att tina när de yttre lagren av den röda jätten expanderar.

"När solen blir en röd jätte kommer den beboeliga zonen att röra sig runt Jupiters och Saturnus omloppsbana, och många av dessa månar kommer att bli havsplaneter", beskriver Zhang. "Jag tror att i så fall skulle mänskligheten kunna migrera ut dit."

Studien publicerades nyligen i tidskriften Nature Astronomy. Här beskriver forskarna om hur huvudseriestjärnor, som solen, utvecklas genom den röda jättefasen till en vit dvärg och hur det påverkar planeterna runt dem. Vissa studier tyder på att solen i denna process som börjar om cirka 1 miljard år, så småningom förångar jordens hav och då fördubblar jordens omloppsradie runt den framtida resten av vår sol en vit dvärgstjärna - om den expanderande stjärnan inte uppslukar Jorden först.

Medförfattare till studien är Weicheng Zang och Shude Mao från Tsinghua University i Peking, Kina, som tillsammans författade den första artikeln om KMT-2020-BLG-0414; tidigare doktorand vid UC Berkeley Kareem El-Badry, nu biträdande professor vid California Institute of Technology i Pasadena; Eric Agol från University of Washington i Seattle; B. Scott Gaudi från Ohio State University i Columbus; Quinn Konopacky från UC San Diego; Natalie LeBaron från UC Berkeley; och Sean Terry från University of Maryland i College Park.

Det finns flertal källor till vatten och hydroxyl på månen

 

Bilden från wikipedia visar västra hemisfären med slätten Mare Orientale på månen vilken har en diameter på ca 1 000 km i sitt centrum. Till vänster syns "månens baksida" och till höger "månens framsida" i förhållande till Jorden.

Inom kemin är en hydroxi- eller hydroxylgrupp en funktionell grupp molekyler med den kemiska formeln OH och består av en syreatom kovalent bunden till en väteatom. Inom organisk kemi innehåller alkoholer och karboxylsyror en eller flera hydroxigrupper. 

En ny analys av kartor över månen yta visar att det finns flera källor till vatten och hydroxyl i de solbelysta stenarna och markerna, inklusive vattenrika stenar som slungats iväg av meteornedslag på alla breddgrader på månen.

– Framtida astronauter kanske hittar vatten nära ekvatorn på månen för att sedan kunna använda dessa eventuellt vattenrika områden. Tidigare trodde man att det bara var i polarområdet och då i synnerhet i de djupt skuggade kratrarna vid polerna som man kunde hitta vatten, beskriver Roger Clark, Senior Scientist vid Planetary Science Institute och huvudförfattare till "The Global Distribution of Water and Hydroxyl on the Moon as Seen by the Moon Mineralogy Mapper (M3)" som publicerats i Planetary Science Journal.

"Att veta var vattnet finns hjälper inte bara till att förstå månens geologiska historia utan också var astronauter kan hitta vatten för framtida behov i framtiden.

Studien ger en del nya rön. Tidigare ansågs att då solen skiner på månens yta vid olika tidpunkter på dygnet förändras koncentrationen av vatten och hydroxylabsorption. Det ledde till beräkningen att vattenmängd och hydroxyl borde röra sig runt månen och skifta i koncentration i en daglig cykel. Den nya studien visade dock att det är mycket stabila mineralabsorptioner av vatten och hydroxyl  i mineraler som pyroxen (se gärna denna länk för att lära mer och se en vacker bild på en mineral som ingår i gruppen), ett vanligt magmatiskt silikatmineral i månens yta och det vattnet avdunstar inte vid skilda måntemperaturer.

Anledningen till denna effekt av skilda vattenhalter på månen beror istället på ett tunt lager av berikad sammansättning och/eller markens partikelstorlek som skiljer sig beroende på djup ner i månytan. När solen står lågt på månhimlen passerar ljuset genom mer av det översta lagret vilket stärker de infraröda absorptionerna, jämfört med när solen står högt på himlen. Det kan fortfarande finnas vatten som rör sig. Men för att kvantifiera hur mycket kommer nya studier att behöva göras för att kvantifiera lagereffekterna. Spår från månrovern är mörkare på bilder från Apollo-eran vilket är ytterligare en indikator på att ytskiktet är tunt och annorlunda än djupare ner.

Relaterat till det tunna ytskiktet är uttrycken av gåtfulla egenskaper på månen som kallas månvirvlar innebärande diffusa mönster i synligt ljus på flera områden på månen. Magnetfält tros spela en roll i denna virvelbildning genom att adessa magnetfält avleder solvinden vilket också kan förklara en avsaknad av  hydroxylproduktionen. En tidigare studie ledd av PSI Senior Scientist Georgiana Kramer med flera  medförfattare av R. Clark visade att månens virvlar saknar hydroxyl. Den nya studien bekräftar detta. Men visar även på en större komplexitet i och med att virvlarna även har låg vattenhalt men däremot ibland högre pyroxenhalt och som vi såg ovan är detta mineral innehållande en liten del vatten som är låst i detta.

 Den nya studien som innehåller globala hydroxylkartor visar även aldrig tidigare sedda områden som liknar kända virvlar, men som inte har några diffusa mönster som inte  kan ses i synligt ljus utan bara kan ses i hydroxylabsorption. Dessa nya funktioner kan vara gamla eroderade virvlar och inkludera nya typer av virvlar inklusive bågar och linjära funktioner. Genom att kartlägga månen på nya vis visas att månens yta  är mer komplex än vi trott.

Tidigt arbete med dataanalys för denna studie finansierades av vetenskapsteamet Moon Mineralogy Mapper. Huvudfinansieringen studien stöddes av NASA Solar System Exploration Research Virtual Institute 2016 (SSERVI16) Cooperative Agreement (80ARC017M0005) (TREX).

En magnetisk Halo i Vintergatan

 

Bild wikipedia Galaktisk halo

Ett galaktisk halo är ett område i en galax utanför galaxskivan där stjärnhopar och olika objekt roterar runt galaxens centrum. De objekt som hittats i den galaktiska halon är klotformiga stjärnhopar och tunn gas. Dessa galaktiska halo finns enbart runt spiralgalaxer som Vintergatan

I en ny studie ledd från National Institute for Astrophysics (INAF), och med bidrag från Marijke Haverkorn vid Radboud University, har avslöjats viktiga insikter om Vintergatan och dess magnetiska galaktiska halo. Upptäckten utmanar tidigare modeller av galaxers struktur och utveckling. Forskare har identifierat flera magnetiserade strukturer som sträcker sig långt över och under det galaktiska planet (och når  över 16 000 ljusår eller 150 kvadriljoner kilometer), vilket avslöjar ett av ursprungen till de så kallade eROSITA-bubblorna, som drivs i stor skala av intensiva utflöden av gas och energi som genereras av stjärnors utplånande som supernova. 

Anmärkningsvärt nog sträcker sig dessa bubblor - observerade av eROSITA-satelliten (ett röntgenteleskop ombord på den rysk-tyska rymdmissionen Spectr-Roentgen-Gamma SRG) - över himlen från horisont till horisont vilket ger de första detaljerade mätningarna av Vintergatans magnetiska halo.

Studien avslöjar att magnetfälten i dessa bubblor är mycket väl organiserade och bildar tunna trådliknande strukturer. Dessa filament sträcker sig upp till cirka 150 gånger fullmånens diameter vilket visar deras enorma skala. Filamenten är besläktade med de varma vindarna med en temperatur på ca 3,5 miljoner Celsius, som kastas ut från den galaktiska skivan och finns i stjärnbildande områden.

He-Shou Zhang, artikelns huvudförfattare och forskare vid INAF, betonar att "våra resultat visar att intensiv stjärnbildning i gränsen av galaxens centra bidrar avsevärt till dessa expansiva, flerfasiga utflöden". – Det här arbetet ger de första detaljerade mätningarna av magnetfälten i Vintergatans röntgenavgivande halo och avslöjar nya kopplingar mellan stjärnbildning och galaktiska utflöden. Våra resultat visar att de magnetiska åsar vi observerade inte bara är slumpmässiga strukturer utan har samband med de stjärnbildande områdena i vår galax.

Studieresultatet publicerades i dagarna i Nature Astronomy.

Ett Svart hål med rester från en supernova i sin omgivning

 

Bild wikipedia Diagram of the XRISM observatory.

En supernova är en exploderande eller exploderad stjärna. Supernovor hör till de våldsammaste händelserna i universum. I en supernova utvecklas oerhörda mängder energi som lämnar reststjärnan med enorma neutrinoflöden, gas och strålning vilket får den att under en tid att lysa upp till hundra miljarder gånger starkare än vår sol. Det är lika mycket som ljuskraften i en hel galax.

NGC 4151 är en Seyfertgalax som ligger i stjärnbilden Jakthundarna. En Seyfertgalax är en spiralgalax som har en stark lysande central del (aktivt svart hål). Seyfertgalaxerna är uppkallade efter astronomen Carl Seyfert vilken på 1940-talet studerade dem. Ca 10 % av alla spiralgalaxer är Seyfertgalaxer. De kan ses som en mindre kraftfull version av en kvasar och galaxen har ett betydligt större svart hål i  centrum än övriga 90 % av spiralgalaxerna. Det finns astronomer som anser att alla stora spiralgalaxer inklusive Vintergatan kommer att bli Seyfertgalaxer i framtiden.

X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), tidigare X-ray Astronomy Recovery Mission (XARM), är ett röntgenteleskop i rymden som konstruerats av Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) i samarbete med NASA för att ge ett genombrott i studiet av universums strukturbildning, utflöden från galaxkärnor och mörk materia.

Astronomer presenterade de första vetenskapliga resultaten från det nya röntgenteleskopet i dagarna mindre än ett år efter uppskjutningen. I en av sina "första ljusobservationer" fokuserade XRISM på N132D, en supernovarest som finns i det Stora Magellanska molnet cirka 160 000 ljusår från jorden. Denna novarest av het gas kastades ut när en mycket massiv stjärna exploderade för ungefär 3000 år sedan.

Med hjälp av sitt Resolve-instrument avslöjade XRISM strukturen runt N132D i detalj. I motsats till tidigare antaganden om ett enkelt sfäriskt skal upptäckte forskare att supernovaresten  N132D har form som en munk (kakformen munk). Med hjälp av dopplereffekten mättes  den hastighet med vilken den heta plasman i resterna rör sig mot eller bort från oss och konstaterade att plasman expanderar med den skenbara hastigheten av cirka 1200 km/s. Resolve avslöjade att plasman innehåller järn som har en extraordinär temperatur på 10000000000℃ miljarder grader. Järnatomerna som hettats upp under supernovaexplosionen genom våldsamma chockvågor  spred sig inåt, ett fenomen som hade förutspåtts i teorin, men aldrig observerats tidigare.

Supernovarester som N132D innehåller viktiga ledtrådar till hur stjärnor utvecklas och hur (tunga) grundämnen som är nödvändiga för vårt liv, som järn, genereras och sprids ut i den interstellära rymden. Tidigare röntgenobservatorier har alltid haft svårt att avslöja hur plasmats hastighet och temperatur var fördelade.

XRISM har också kastat nytt ljus över den mystiska struktur som omger ett supermassivt svart hål. Med fokus på spiralgalaxen NGC 4151, som ligger 62 miljoner ljusår bort från oss, ger XRISM:s observationer en aldrig tidigare skådad bild av material som finns mycket nära galaxens centrala svarta hål, vilket har en massa som är 30 miljoner gånger solens. XRISM fångade fördelningen av materian som cirkulerade omkring och slutligen föll in i det svarta hålet över en stor radie, som sträcker sig från 0,001 till 0,1 ljusår

Resultaten från XRISM Collaboration publiceras i Astronomical Society of Japan och The Astrophysical Journal. Preprints finns här https://arxiv.org/abs/2408.14300 och här https://arxiv.org/abs/2408.14301.

Formaldehyd bidrog en gång i Mars forntid till bildandet av organiskt material

 

Bild https://www.tohoku.ac.jp/en Diagramet ovan visar processerna för hur organiskt material bildades på den tidiga Mars. ©Shungo Koyama.

Formaldehyd förekommer naturligt i de flesta levande djur och växter och är en viktig del av ekologin.

Mars är i vår tid en kall och torr planet. Men det finns geologiska bevis på att flytande vatten fanns på Mars för cirka 3 till 4 miljarder år sedan. Där det finns vatten finns det oftast liv enligt jordiska mått. I sin strävan att svara på frågan om liv funnits på Mars i det förgångna skapade forskare vid Tohoku University en detaljerad modell av den möjliga produktionen av organiskt material i Mars forntida atmosfär.

Organiskt material avser resterna av levande ting som växter och djur eller biprodukter av vissa kemiska reaktioner. Hur som helst ger det stabila kolisotopförhållandet (13C/12C) som finns i organiskt material värdefulla ledtrådar om hur dessa byggstenar i livet ursprungligen bildades vilket ger forskarna en glimt in i det förflutna. Till exempel avslöjade Mars-rovern Curiosity  att organiskt material som finns i sediment från på Mars är ovanligt utarmat vid 13C. Det upptäcktes också att kolisotopförhållandena varierade signifikant mellan proverna. Orsaken till denna variabilitet är ett mysterium.

För att förstå dessa resultat utvecklade en forskargrupp ledd av Shungo Koyama, Tatsuya Yoshida och Naoki Terada vid Tohoku University en modell för Mars troliga atmosfäriska evolution. Modellen fokuserade på formaldehyd (H2CO),vilket   forskargruppen tidigare fastställt skulle kunna producerats i den forntida atmosfären på Mars. Anledningen till detta val är att formaldehyd kan generera komplexa organiska föreningar som sockerarter vilka är viktiga för flertalet levande varelser och växter. Med andra ord kan formaldehyd vara den saknade faktorn som skulle kunna förklara de avvikande värdena hos Curiosity-rovers prover. Det kan också vara ett tecken på tidigare liv på Mars.

Denna upptäckt indikerar att formaldehyd bidrog till bildandet av organiskt material på den forntida Mars, vilket innebär att bioviktiga molekyler som socker och ribos (en komponent i RNA, som finns i alla levande celler) kan ha producerats på planeten.

Mycket fanns ej tecken på och om det en gång blev liv eller om det fanns liv på Mars, den gåtan löstes ej. Mycket tyder på att vatten fanns i stora mängder men enbart vatten skapar inte liv. Så om liv funnits på Mars kanske vi aldrig får ett säkert svar på.

Studiens resultat publicerades i Scientific Reports den 17 september 2024.