Ett trippelsystem av objekt där ett svart hål ingår.

 

Bild https://news.mit.edu  Bildtext:I den här konstnärens rendering avbildas det centrala svarta hålet, V404 Cygni (svart prick), som håller på att förtära en närliggande stjärna (orange kropp till vänster), medan en andra stjärna (övre vit blixt) kretsar på ett mycket längre avstånd. Porträtt av Jorge Lugo.

Många svarta hål som upptäckts är en del av ett par. Dessa dubbelsystem består av ett svart hål och ett sekundärt objekt – till exempel en stjärna,  neutronstjärna eller et andra svart hål – som kretsar runt varandra och och hålls på plats av ett av de svarta hålens (eller hålet) gravitation och bildar ett omloppspar.

Nu visar  överraskande att bilden av svarta hål måste vidgas i förhållande till vilka objekt de kan hysa och hur de kan bildas.

I en ny studie publicerad i dagarna i Nature rapporterar fysiker vid MIT ((Massachusetts Institute of Technology) och Caltech (California Institute of Technology Pasadena, Kalifornien) att de för första gången har observerat ett "trippelsystem". I det upptäckta systemet är ett centralt svart hål i färd med att förtära en liten stjärna vilken rör sig i spiralform mycket nära det svarta hålet. Stjärnan tar bara 6,5:e dag för ett varv runt det svarta hålet något som är en konfiguration som liknar de flesta dubbelsystem där ett svart hål ingår. Men överraskande nog ses en andra stjärna också kretsa runt det svarta hålet, fast på ett mycket större avstånd. Fysikerna uppskattar att denna avlägsna följeslagare kretsar runt det svarta hålet där ett varv tar 70 000 år. Att det svarta hålet verkar ha ett gravitationellt grepp om ett objekt så långt bort väcker frågor om ursprunget till det svarta hålet. 

För att finna ett svar gjordes datorsimulering på trippelsystemet. Det blev tiotusentals simuleringar, var och en med ett något annorlunda scenario för hur den tredje stjärnan kunde ha blivit ett svart hål och därmed påverkat de andra två stjärnornas rörelser. Till exempel simulerades en supernova och varierades mängden och riktningen på den energi som den avgav. Man simulerade också scenarier av direkt kollaps, där den tredje stjärnan helt enkelt gav vika själv och bildade ett svart hål utan att avge någon energi.

 "De allra flesta simuleringar visar att det troligaste sättet trippeln uppstått är genom direkt kollaps", (innebär att det bildades ur en stjärna som kollapsade direkt vid sitt bildande) beskriver studiens författare Kevin Burdge, Pappalardo Fellow vid MIT Department of Physics.

Förutom att ge ledtrådar till det svarta hålets ursprung har den bortersta stjärnan också avslöjat systemets ålder. Fysikerna observerade att den yttre stjärnan råkar vara i färd med att bli en röd jätte – en fas som inträffar i slutet av en stjärnas liv. Baserat på denna övergång fastställde teamet att den yttre stjärnan är cirka 4 miljarder år gammal. Med tanke på att närliggande stjärnor blir till ungefär samtidigt drar forskarna slutsatsen att det svarta hålet också är 4 miljarder år gammalt.

Studiens medförfattare vid MIT är Erin Kara, Claude Canizares, Deepto Chakrabarty, Anna Frebel, Sarah Millholland, Saul Rappaport, Rob Simcoe och Andrew Vanderburg, tillsammans med Kareem El-Badry vid Caltech.

Möjligheten att det finns fler trippelsystem eller än större system är stor. Universums storlek innehåller säkert mycket mer att förstå och upptäcka än vi kan föreställa oss.

Det finns bålgetingar som inte påverkas av en alkoholprocent i födan som skulle döda alla andra varelser.

 

Bild https://phys.org/news Orientalisk bålgetingarbetare (V. orientalis). Upphovsman: Nitzan Cohen

Ett team av beteendeekologer, zoologer och växtskyddsspecialister från Tel Aviv University har rapporterat att orientaliska bålgetingar har den högsta kända toleransen mot alkohol i djurriket.

Tidigare forskning har visat att många växter producerar frukter eller nektar som jäser naturligt när de ruttnar vilket resulterar i produktion av etanol (alkohol). Fermenterade livsmedel är en källa till både näringsämnen och energi för många djur på grund av deras höga kaloriinnehåll. Men de flesta djur som konsumerar etanol i koncentrationer högre än 4 % får negativa effekter, såsom svårigheter att röra sig eller flyga normalt. 

I den här nya studien märkte teamet att de orientaliska bålgetingarna inte verkade vara besvärade av sin kost som är rik på rutten frukt (där etanol finns). För att ta reda på mer om toleransen för etanolkonsumtion hos orientaliska bålgetingar samlade gruppen in flera bålgetingar och tog med dem till sitt laboratorium för test.

Teamet gav bålgetingarna lösningar av sackaros med tillsats av etanol. De började med att ge dem låga doser och fann att även vid nivåer på 20 procent visade bålgetingarna inga negativa effekter. De fortsatte att höja dosen till 80 %. På den nivån betedde sig bålgetingarna som om de var lätt berusade för några ögonblick, men mycket snart nyktrade de snabbt till och återgick till sitt normala beteende.

 Forskargruppen konstaterar att vilken annan varelse som helst skulle ha dött av så stora mängder alkohol (inklusive människan). Vid en närmare titt fann forskarna att bålgetingar har flera kopior av genen för alkoholdehydrogenas, som är involverat i nedbrytningen av alkohol. Detta förklarar sannolikt bålgetingens höga tolerans för alkohol. 

Studien, som publicerats i Proceedings of the National Academy of Sciences, visar hur gruppen matat bålgetingar med etanollösningar. 

Studien kan ge oss nya tankar om hur vi kan se på eventuella utomjordingars näringsintag. Kanske inte alkohol i första hand men andra för jordiskt liv giftiga ämnen som de kanske livnär sig på genom annorlunda och okända näringsintag och toleranser. Vi har på jorden även ex bakterier som lever på ex järn. Så allt verkar vara möjligt även alkohol verkar det som. Men utomjordingar eller  liv på Jorden kan leva på mer slag av näring än vi först kan tro . Själv är jag dock skeptisk till utomjordingar överhuvudtaget och absolut inte intelligenta sådana som kan besöka oss över de otroliga avstånden i rymden. Men det är en annan historia.

Överraskande egenskap på planeter som saknar atmosfär

 

Bild wikipedia. Bild tagen av sonden Dawn på asteroiden Vesta den 17 juli 2011.

Vesta är den fjärde asteroiden som upptäcktes. Den finns i asteroidbältet mellan Jupiter och Mars och är den näst största asteroiden där och har måtten 578×560×458 kilometer. Störst asteroid är Ceres.

En forskare från Southwest Research Institute Dr. Michael J. Poston  i samarbetade med ett team vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory har gjort en studie i att försöka förklara förekomsten av mystiska flödesfunktioner på ytorna av himlakroppar utan atmosfär genom att studera asteroiderna Vesta och Ceres vilka nyligen utforskats under NASA Dawn-uppdraget, eller Jupiters måne Europa, som snart kommer att utforskas i detalj av NASA Europa Clipper samarbeten som  inkluderar forskare vid  SwRI:s (Southwest Research Institute, Environmental, Social & Governance San Antonio, Texas, United States). 

I en ny artikel publicerad i The Planetary Science Journal, beskriver dess huvudförfattare, SwRI:s Dr. Michael J. Poston och ett team av forskare hur förhållanden efter nedslag, till exempel från ett meteoroitnedslag kan resultera i flytande saltlösningar som tillfälligt flyter längs med ytan men tillräckligt länge för att fastna i raviner och deponeras på väggarna i nybildade kratrar.

"Vi ville undersöka vår tidigare föreslagna idé om att is under ytan på en värld utan atmosfär skulle kunna slungas ut och smälta av ett nedslag och sedan flyta längs med väggarna i nedslagskratern och bilda distinkta ytegenskaper", beskriver projektledaren Dr. Jennifer Scully Forskningsinstitut i La Cañada Flintridge, Kalifornien (JPL). 

Teamet ville förstå hur länge vätskan potentiellt kan flöda innan den fryser igen eftersom de flesta vätskor förlorar stabilitet under starka vakuumförhållanden.

I artikeln, "Experimental Examination of Brine and Water Lifetimes after Impact on Airless Worlds", beskrivs teamets resultat efter att ha simulerat det tryck som isen på Vesta, en av de största asteroiderna i vårt solsystem upplever efter ett meteoroitnedslag och hur lång tid det tar för vätskan som frigörs från underjorden att frysa igen.

Teamet modifierade en testkammare vid Jet Propulsion Laboratory för att snabbt testa att minska trycket ett vätskeprov för att simulera det dramatiska tryckfallet när den tillfälliga atmosfären som skapas efter en kollision med en atmosfärfri kropp som Vesta försvinner. Enligt Poston var tryckfallet så snabbt att testvätskor omedelbart och dramatiskt expanderade och sprutade ut material från provbehållarna.

"Genom våra simulerade effekter fann vi att rent vattnet frös för snabbt i vakuum för att åstadkomma en meningsfull förändring, medan salt- och vattenblandningar eller saltlösningar förblev flytande och flödande i minst en timme", beskriver Poston. "Detta är tillräckligt för att saltlösningen ska kunna destabilisera sluttningar på kraterväggar på steniga kroppar, orsaka erosion och jordskred och potentiellt bilda andra unika geologiska egenskaper som man vet finns på isiga månar."

Dessa fynd kan också hjälpa till att förklara ursprunget till vissa observerade egenskaper på avlägsna kroppar, som de släta slätterna på månen Europa och den distinkta "spindel"-funktionen i dess Manannán-krater eller de olika ravinerna och solfjäderformade avlagringarna av skräp på Mars. Studien kan också bidra till att bygga ett starkare argument för förekomsten av underjordiskt vatten på till synes ogästvänliga platser i solsystemet.

"Om resultaten är konsekventa i dessa torra och luftlösa eller tunna atmosfärer visar det att vatten existerade på dessa världar under den senaste tiden, vilket tyder på att vatten fortfarande kan komma fram från meteoritnedslag", beskriver Poston. "Det kan fortfarande finnas vatten där ute att hitta."

Studien finansierades genom ett anslag från NASA:s Discovery Data Analysis Program som en del av ett pågående projekt som leds av Jet Propulsion Laboratory vid California Institute of Technology, Pasadena.

Nu kan man undersöka skillnaden mellan månens nutid och dess förflutna.

 

Bild wikipedia på en grafisk framställning som visar månens  struktur  och de olika lagrens tjocklek.

Prover som samlades in på månens yta av besättningen på Apollo 16 för mer än 50 år sedan har hjälpt forskare att rekonstruera miljarder år av månens historia.

Astronauterna John Young, Charles Duke och Ken Mattingly tog med sig mer än 95 kg mineral från månen tillbaka till jorden efter sitt uppdrag till Descartes högland 1972. Bland dessa prover fanns så kallade regolitbreccias, som bildas när månstoft kallat regolit (damm eller löst material på månytan) – smälts samman till sten av asteroidnedslag. När de väl har smält samman till en sten bevarar dessa breccior den geokemiska sammansättningen av regoliten vid bildningsögonblicket vilken kan analyseras. Månens karakteristiska, kraftigt kraterformade utseende är resultatet av oräkneliga kollisioner med asteroider sedan den bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan. Under en så omfattande historia blir frågan om vad som hände och när det hände komplicerad att lösa.

Forskare från Storbritannien och USA, använde sofistikerade analytiska masspektrometritekniker för att analysera sammansättningen av gaser som fångats inuti i mindre ett antal  prover, så kallade jordliknande breccior (Breccia är en fragmentbergart som kan vara en sedimentär, magmatisk eller metamorf bergart. Sedimentära breccior bildas främst i talus och rasbranter i bergig terräng och längs kuster.). Dessa prover,  fanns bland de som togs från  månens yta av Apollo 16-besättningen, hade aldrig tidigare utsatts för masspektrometri.

Dr Mark Nottingham ledde forskningen när han arbetade vid University of Manchester. Han har sedan dess även ingått i University of Glasgow's School of Geographical & Earth Sciences."Månens historia är också jordens historia – historien om asteroidbombningar som etsat sig fast på dess yta och under dess yta kan hjälpa oss att förstå förhållandena i det tidiga solsystemet som formade jorden och månen.

"Till skillnad från jorden är månens historia dock inlåst i geologiska tidskapslar på dess yta, orörda av plattektonik eller erosion vilket gör att vi kan använda banbrytande teknik som masspektrometri för att avslöja dess hemligheter." beskriver Dr Mark Nottingham.

Forskningen kan också hjälpa framtida bemannade månfärder att hitta värdefulla naturresurser för att  bli självförsörjande.

Tidigare forskning har analyserat spåren av ädelgaser i större fragment av Apollo 16 breccia-proverna vilket hjälper forskarna att dela upp proverna i två grupper – "äldre", som är mellan 3,8 och 2,4 miljarder år gamla, och "unga", som bildades för mellan 2,5 och 1,7 miljarder år sedan.

NASA försåg forskarna med 11 månprover för analys. Nio av proverna avslöjade ett brett spektrum av exponeringsåldrar, från 2,5 miljarder år sedan till mindre än en miljard. Detta tyder på att de består av månjord från ett område som har haft en varierad historia av nedslag, där vissa utsatts för solvinden i miljarder år, medan andra muddrades regoliten upp till ytan av yngre nedslag.

Teamet fann också att två av proverna hade mycket lägre koncentrationer av ädelgaser vilket tyder på att de bildades mycket senare och kanske varit utsatta för solvind i mindre än en miljon år.

Forskarlaget föreslår att nedslaget som bildade den närliggande kratern South Ray kan ha varit källan till provet."Det är anmärkningsvärt att tänka på att de prover som Apollo 16 tog med sig för mer än ett halvt sekel sedan fortfarande har hemligheter att avslöja om månens historia och att proverna fortfarande kan hjälpa till att forma hur vi utforskar solsystemet under de kommande decennierna."

Forskare från NASA Goddard Space Flight Centre, Catholic University of America och Birkbeck College, London bidrog till studien och är medförfattare till artikeln som publicerats i tidskriften Meteoritics & Planetary Science, och bygger på analys av en distinkt uppsättning månbreccior som först nu granskats i detalj.

Ett Meteoritnedslag för 3,28 miljarder år sedan

 

Bild wikipedia på Mount Everest jordens högsta berg mätt i meter över havet. Berget ligger på gränsen mellan Nepal och Kina i bergskedjan Himalaya och är cirka 8 849 meter högt. Meteoriten vars nedslag kallas S2 som slog ner på Jorden för 3,2 miljarder år sedan var stor som 4 Mount Ewerest berg.

Nadja Drabon är geolog och biträdande professor vid the Department of Earth and Planetary Sciences vid Harvard university. I hennes nya studie i Proceedings of the National Academy of Sciences  besvaras några frågor, i relation till "S2"-meteoritnedslaget för mer än 3 miljarder år sedan, för vilket geologiska bevis finns i Barberton Greenstone-bältet i Sydafrika.

Genom det mödosamma arbetet med att samla in och undersöka stenprover med centimeters mellanrum i sediment och analysera sedimentologin, geokemin och kolisotopsammansättningen visar Drabons team upp den mest övertygande bilden hittills av vad som hände den dag då en meteorit stor som fyra Mount Everests träffade jorden.

S2-meteoriten, som uppskattas ha varit upp till 200 gånger större än den som dödade dinosaurierna för 66 miljoner år sedan utlöste en tsunami som blandade upp havet och spolade ned skräp från land till kustområden. Värmen från nedslaget fick det översta lagret av havet att koka bort, samtidigt som atmosfären värmdes upp. Ett tjockt moln av damm täckte allt och stängde av all fotosyntetisk aktivitet.

Men bakterier klarade sig och efter nedslaget, enligt teamets analys, blev snart bakterielivet lika rikligt som det var innan nedslaget. Med detta kom kraftiga toppar i populationer av encelliga organismer som livnär sig på grundämnena fosfor och järn. Järn rördes troligen upp från havsdjupen till grunt vatten av tsunamin och en ökning av fosfor kom till jorden av meteoriten och genom en ökning av vittring och erosion på landmassorna.

Drabons analys visar att järnmetaboliserande bakterier därmed skulle ha blomstrat i de omedelbara efterdyningarna av nedslaget. Detta skifte mot järngynnande bakterier, hur kortlivade de än är, är en viktig pusselbit som skildrar det tidiga livet på jorden.

Neutronstjärnor kan vara höljda i moln av "axioner

 

Bild wikipedia modellen visar uppbyggnaden av en neutronstjärna.

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sin existens stöter bort sitt 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 i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och övrigt material av utspridda rester från supernovan.

Axionen är en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll, det vill säga den är en boson. För mer om  elementarpatiklar se här 

Ett forskarlag bestående av fysiker från universiteten i Amsterdam, Princeton och Oxford har visat att extremt lätta partiklar, så kallade axioner, kan finnas i stora moln runt neutronstjärnor.  Axioner är också kända som en ledande kandidat för att förklara vad mörk materia består av ett av de största mysterierna inom fysiken. Mycket tyder på att cirka 85 % av materian i vårt universum är "mörkt", vilket helt enkelt betyder att det inte består av någon typ av materia som vi känner till och för närvarande kan observera.

Istället kan man bara indirekt dra slutsatsen att det finns mörk materia genom att något okänt påverkar gravitationen på materia (min misstanke är att det istället är något i gravitation vi inte förstår –kanske strängteorin ska studeras mer).

När axioner utsätts för elektriska och magnetiska fält förväntas de kunna omvandlas till fotoner – ljuspartiklar – och vice versa. Ljus är något vi vet hur man observerar, men som nämnts bör omvandlingsstyrkan vara mycket liten och därför är också mängden ljus som axioner i allmänhet producerar låg. Det vill säga om man inte tar hänsyn till en miljö som innehåller en väldigt massiv mängd axioner och då helst i mycket starka elektromagnetiska fält.

Detta fick forskarna att börja fundera på neutronstjärnor, de tätast kända objekten i  universum. Dessa objekt har massor som liknar solens men har komprimerats till stjärnor som är 12 till 15 kilometer stora. Sådana extrema densiteter skapar en extrem miljö med enorma magnetfält, miljarder gånger starkare än något vi har på jorden.

Ny forskning har visat att om axioner existerar, gör dessa magnetfält i neutronstjärnor det möjligt att massproducera axioner nära  ytan (om dessa teoretiska  axioner existerar i verkligheten). Även om inga axionmoln hittills har observerats vet vi med de nya studieresultaten mycket exakt vad vi ska leta efter och var vilket gör en grundlig sökning efter axioner  mer möjlig att genomförbara.

Även om huvudpunkten på sökandet efter axionmoln", är huvudintresset öppnar arbetet också upp flera nya teoretiska vägar att utforska beskriver forskarna vilka beskriver sitt arbete som. ”Axion Clouds around Neutron Stars, Dion Noordhuis, Anirudh Prabhu”, författare Christoph Weniger, Samuel J. Witte, Physical Review X 14, 041015 (2024).

Den olösta frågan om det finns liv eller spår av liv under isen på Mars ska besvaras

 

Bild https://www.jpl.nasa.gov/ Det vita som syns i denna ravin på Mars tros vara  is av vatten med stort damminnehåll. Forskare tror att den här typen av is kan vara en intressant plats att leta efter mikrobiellt liv i  på Mars. Bilden visar en del av en region som heter Dao Vallis, Källa: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.

Även om liv på Mars aldrig har hittats, föreslås i en ny NASA-studie att mikrober kan finnas under fruset vatten på planetens yta.

Genom datormodellering har studiens författare visat att mängden solljus som kan tränga in i isen skulle vara tillräcklig för att fotosyntesen ska ske i grunda bassänger av smältvatten under isens yta. Liknande vattensamlingar som bildas under is på jorden har visat sig krylla av liv i form av alger, svampar och mikroskopiska cyanobakterier som alla får sin energi genom fotosyntesen.

På Mars finns två sorters is: fruset vatten och frusen koldioxid. Troligast är det under is av vatten som man kan hitta ev liv.

"Om vi försöker hitta liv var som helst i universum idag, är isen på Mars förmodligen en av de mest tillgängliga platserna att leta på", beskriver Aditya Khuller vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien i en ny artikeln som publiceradts i Nature Communications Earth & Environment. 

Artikeln i vilken Aditya Khuller är huvudförfattare visas hur Khuller och  hans kollegor är intresserade av is av vatten som till stora delar bildats av snö blandat med damm som fallit på Mars yta under en rad istider på Mars under den senaste miljonen år. Den uråldriga snön har sedan dess stelnat till is och innehåller  fullt av dammkorn.

Vad det framtida studiet av  dessa vattensamlingar som antas finnas under isen kommer att visa vet vi ännu inte. Men jämför vi samma slags vattensamlingar under is på jorden ser det något positivt ut. Men personligen är jag tveksam till något fynd av liv från nu eller då.