Extremt stark vind upptäckt på en exoplanet

 

Bild https://www.eso.org  citat bildtext ”Astronomer har upptäckt extremt kraftfulla vindar vid ekvatorn på WASP-127b, en jättelik exoplanet. Med en hastighet på upp emot 33 000 km/h utgör vindarna de starkaste jetströmmar som någonsin har uppmätts på en planet. Upptäckten gjordes med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) i Chile och ger nu unika insikter om vädermönstret på en avlägsen värld, slut citat”.

Sedan WASP-127b upptäcktes 2016 har astronomer undersökt denna stora gasplanet som finns mer än 500 ljusår från jorden. WASP-127b är något större än Jupiter men med en bråkdel av Jupiters massa vilket gör den mycket "fluffig".

En internationell grupp av astronomer har nyligen upptäckt överljudsvindar i WASP-127b  atmosfär.

"En del av atmosfären på denna planet ses röra sig mot oss med hög hastighet medan en annan del rör sig bort från oss med samma hastighet", beskriver Lisa Nortmann, forskare vid universitetet i Göttingen, Tyskland, och huvudförfattare till studien .

Med en hastighet av 9 km per sekund (nästan 33 000 km/h) rör sig jetvindarna omkring sex gånger snabbare än planetens rotationshastighet runt ekvatorn. "Det här är något vi inte har sett förut", beskriver Nortmann. Det är den snabbaste vindhastigheten som någonsin uppmätts i en jetström i en planets atmosfär. Som jämförelse finns den starkaste vinden i vårt solsystem på Neptunus vilken har en hastighet av 0,5 km per sekund (1800 km/h).

Forskargruppen kartlade vädret och sammansättningen av WASP-127b med hjälp av instrumentet CRIRES+ på ESO:s VLT. Genom att mäta hur ljuset från moderstjärnan transporteras genom planetens övre atmosfär lyckades de spåra planetens sammansättning. Deras resultat bekräftar närvaron av vattenånga och kolmonoxidmolekyler i atmosfären. 

De fann även att polerna är kallare än resten av planeten liksom att det finns en liten temperaturskillnad mellan morgon- och kvällssidan av WASP-127b. "Detta visar att planeten har komplexa vädermönster precis som jorden och övriga planeter i vårt eget system," menar Fei Yan, medförfattare till studien och professor vid University of Science and Technology i Kina.

Exoplanetforskning går snabbt framåt. Till för några år sedan kunde astronomerna endast mäta massan och radien på planeter bortom solsystemet. I dag kan man med teleskop som ESO:s VLT kartlägga vädret på dessa avlägsna världar och analysera deras atmosfärer. "Att förstå dynamiken hos dessa exoplaneter hjälper oss att utforska mekanismer som värmefördelning och kemiska processer, förbättra vår förståelse av planetbildning och potentiellt kasta ljus över ursprunget till vårt eget solsystem", beskriver David Cont från Ludwig Maximilian University i München, Tyskland och medförfattare till artikeln. 

Intressant nog kan studier som denna för närvarande endast göras med markbaserade observatorier, eftersom instrumenten på nuvarande rymdteleskop inte har den nödvändiga hastighetsupplösningen. ESO:s Extremely Large Telescope – som är under konstruktion nära VLT i Chile och dess ANDES-instrument kommer i framtiden att göra det möjligt för forskare att undersöka djupare i vädermönstren på avlägsna planeter. "Sannolikt kan vi snart se ännu fler detaljer i vindmönstren och utöka forskningsmetoder till mindre, steniga planeter", avslutar Nortmann studien.

Resultat av studien publicerades i dagarna i Astronomy & Astrophysics.

Kommunikationsstationen Malargüe

 Bild https://www.esa.int

Med stadigt ökande rymdfärder, fler internationella förfrågningar, nya och mer intensiva dataströmmar har efterfrågan på markstationer för att ta emot data  från dessa aldrig varit större. För att ge mer möjligheter till de tre djuprymdsantennerna i sitt globala nätverk av markstationer (Estrack) påbörjade Europeiska rymdorganisationen (ESA) en omfattande uppgradering av sina stationer, inklusive användningen av  kryogen teknik. 

I slutet av juli 2024 slutförde programmet de kryogena arbetena på sin Argentina-baserade Malargüe-antenn vilket nu gör det möjligt för stationen att ladda ner upp till 80 procent mer vetenskapliga data från  allt mer komplexa vetenskapliga uppdrag ur en ökning på upp till 60 procent av rymdfärder som ex Juice och BepiColombo. 

Slutförandet av uppgraderingen kommer att minska kraven på operativ kapacitet från ESA-uppdrag under de kommande åren samtidigt som det ger ny kapacitet till framtida uppdrag.

Det fungerar enligt följande. När antenner tar emot en signal och avkodar den kan antenner påverkas av bakgrundsstörningar eller termiskt brus som begränsar deras känslighet och dataöverföringshastighet. Ett sätt att minska detta brus är det som gjorts här att kryokyla länken som förbinder den fysiska antennen med stationens elektroniska signalsändare och mottagare vilket kallas "antennmatning".

Stéphane Halté, projektledare för ESA:s markstationer beskriver det som

"Vid en temperatur på -263 °C i stället för rumstemperatur kan vi minska bruset till ett minimum och öka antennens kapacitet med mellan 60 och 80 %".

Malargüe är den andra antennen som har uppgraderats med kryokylda matare. Den följer Cerebros väg från 2023. Denna kryogena teknik är nu en standard för ESA:s markstationer och de nya antennerna, liksom den nya Norcia 3 som kommer att vara utrustade med den. 

En radiogalax 32 gånger större än Vintergatan

 

Bild  https://sv.wikipedia.org/wiki/Centaurus_A  Bild av radiogalaxen Centaurus A (NGC 5128)

Radiogalaxer är stora galaxer och de tillhör de största objekten i universum. En eller två jetstrålar skjuter ut tusentals ljusår från radiogalaxens centrum och matar ut gasströmmar av  jättelika moln på vardera sidan av galaxen. Runt en radiogalax finns en central ring av stoft och damm vilket gör det omöjligt att se in i kärnan och att upptäcka mindre ljusstarka jetstrålar.

De flesta galaxer sänder ut ljus på andra våglängder än de synliga. Det vanligaste är att de sänder ut radiovågor. En del galaxer sänder ut ovanligt starka radiovågor och de kallas därför radiogalaxer. Vår närmaste radiogalax Centaurus A befinner sig på 11 miljoner ljusårs avstånd från oss.

Astronomer har upptäckt en extraordinär tidigare okänd  jättelik radiogalax som sänder ut plasmastrålar. Galaxen som är 32 gånger så stor som vår Vintergata.

Den kosmiska megastrukturen, som mäter 3,3 miljoner ljusår från ände till ände, upptäcktes av Sydafrikas MeerKAT-teleskop och fick smeknamnet Inkathazo – som betyder "problem" på de afrikanska xhosa- och zuluspråken på grund av svårigheten att förstå fysiken bakom den.

Forskarna hoppas att deras "spännande och oväntade upptäckt", som beskrivs i en publication i dagarna i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society kommer att kasta ljus över det mystiska ursprunget och utvecklingen av vad som är några av de största strukturerna i universum.

Gigantiska radiogalaxer (GRG) är kosmiska kolosser som spyr ut jetstrålar av het plasma miljontals ljusår över den intergalaktiska rymden. Dessa plasmajetstrålar lyser vid radiofrekvenser och drivs av supermassiva svarta hål i galaxers centrum.

Fram till nyligen trodde man att GRG var ganska sällsynta. Men en ny generation radioteleskop som Sydafrikas MeerKAT, har sedan dess vänt upp och ner på detta antagande.

– Antalet GRG-upptäckter har fullkomligt exploderat under de senaste fem åren tack vare kraftfulla nya teleskop som MeerKAT, beskriver Kathleen Charlton, masterstudent vid University of Cape Town och försteförfattare till den nya studien. 

– Forskning om GRG utvecklas så snabbt att det blir svårt att hänga med. Det är otroligt spännande! beskriver Kathleen Charlton.

Mystiska högar avslöjar vattnets historia på Mars

 

Bild https://www.nhm.ac.uk Två här framträdande högar, som reser sig hundratals meter över det omgivande låglandet ses här som  ljusa områden. De är rika på lermineraler. FOTOGRAF: ESA/TGO/CaSSIS, NASA/JPL/MSSS/Murray-labbet

En forskare vid Londons Natural History Museum, Dr Joe McNeil med medarbetare vid The Open University analyserade högupplösta bilder och sammansättningsdata som tagits av rymdsonder för att förstå högarnas geologi.

Forskarlaget upptäckte att högarna som är upp till en halv kilometer höga är rester av ett forntida högland som drog sig tillbaka hundratals kilometer efter att erosion nött bort terrängen runt dem för miljarder år sedan. Detta spelade en nyckelroll i att forma det marsianska landskapet som skiljer planetens lågt liggande norra halvklot från dess högre liggande södra halvklot.

Högarna består av skiktade avlagringar som innehåller lermineraler som bildats genom att vatten interagerat med berg under miljontals år. Dessa lerlager är inklämda mellan äldre, icke-lerlager nedanför och yngre, icke-lerlager ovanför, vilket markerar skilda geologiska händelser i Mars historia. Högarna är allt som finns kvar av ett landskap ungefär lika stort som Storbritannien och som nästan helt har eroderats bort.

Detta lerindränkta lager bör vara den lämpligaste platsen för undersökningar efter eventuella tidigare livsformer.

Studien har finansierats av den brittiska rymdstyrelsen i Storbritannien. Den publicerades nyligen i Nature Geoscience. 

Strukturen hos 74 exokometbälten

 

Bild https://www.tcd.ie/news  Alla 74 exokometbälten som hittats av Almateleskopen är avbildade i denna studie. Bild: Prof. Luca Matrà.

Astrofysiker under ledning av ett team från Trinity university in Dublin har för första gången avbildat ett stort antal exokometbälten runt närliggande stjärnors  kometer (stenar) inuti bältena. Kristallklara bilder visar ljus som sänds ut från millimeterstora stenar (avståndet från oss ger dessa små storlekar i radioteleskopen) i bältena som kretsar kring 74 närliggande stjärnor i olika åldrar – från stjärnor håller på att bildas till stjärnor som är färdiga solsystem som vårt eget solsystem.

I dessa regioner är det så kallt (-250 till -150 grader Celsius) att de flesta föreningar, inklusive vatten, är fruset till is på dessa exokometer. Vad astrofysikerna observerar är var isreservoarerna i planetsystemen finns. REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) är det första programmet som avslöjar strukturen hos dessa bälten för ett så stort urval som 74 exoplanetsystem.

I vårt eget solsystem finns Orts kometmoln  Det verkar som om alla solsystems utkant innehåller ett kometmoln om man ska tolka fynden ovan.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) är en uppställning av 66 radioteleskop i Atacamaöknen i norra Chile, medan Submillimeter Array (SMA) är en liknande uppställning med åtta radioteleskop på Hawaii. Båda anläggningarna observerar elektromagnetisk strålning vid millimeter- och submillimetervåglängder. Studien här  har använt ovan teleskop för att få de bilder som har gett information om populationer av exokometbälten av större slag än någon tidigare studie gjort.

Studien REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) är en viktig milstolpe i studiet av exokometbälten eftersom dess bilder och analyser avslöjar var småstenarna och därmed exokometerna, finns. De ligger vanligtvis tiotals till hundratals au (avståndet från jorden till solen) från sin centrala stjärna likt Oorts kometmoln i vårt eget solsystems bälte gör.

Andomedagalaxens historia

 

Bild wikipedia på Andromedagalaxen.

Även om Vintergatan och Andromeda bildades vid samma tid för många miljarder år sedan visar observationer att de har mycket olik evolutionär historia. I en ny forskningsrapport beskrivs  att Andromedagalaxen ses ha fler yngre stjärnor och ovanliga egenskaper som sammanhängande strömmar av stjärnor. Detta innebär att den har haft en mer aktiv historia av stjärnbildning och växelverkan på senare tid än Vintergatan.

"Det ser ut som om galaxen har varit med om någon form av händelse som gjort att det bildades en stor mängd stjärnor och sedan bara stängdes stjärnbildningen ner, beskriver Daniel Weisz vid University of California, Berkeley. "Detta berodde troligen på en kollision med en annan galax i grannskapet."

En möjlig förklaring till kollisionen är den kompakta satellitgalaxen Messier 32, som liknar den avskalade kärnan av en galax som en gång varit en spiralgalax och som kan ha interagerat med Andromeda i det förflutna. Datorsimuleringar tyder på att när en närkontakt med en annan galax förbrukar all tillgänglig interstellär gas avtar stjärnbildningen.

"Andromeda ser ut som en övergångsgalax som ligger mellan en stjärnbildande spiralgalax och en sorts elliptisk galax som domineras av åldrande röda stjärnor", beskriver Weisz. "Vi kan se att den har en stor central utbuktning av äldre stjärnor och en stjärnbildande skiva som inte är så aktiv som man kan förvänta sig med tanke på galaxens massa."

"Den här detaljerade bilden från Hubbleteleskopet kommer att hjälpa oss att pussla ihop galaxens tidigare sammansmältnings- och interaktionshistoria", tillägger Williams.

Hubbleteleskopet som tagit bilder av Andromedagalaxen och gjort nya upptäckter kommer med dessa bilder att stödja de framtida observationer som ska göras med NASA:s James Webb Space Telescope och det kommande Nancy Grace Roman Space Telescope. Roman är i huvudsak en vidvinkelversion av Hubble (med samma spegelstorlek) och kommer att fånga motsvarande minst 100 högupplösta Hubble-bilder i en enda exponering. Dessa observationer kommer att komplettera och utöka Hubbles enorma datamängd.

Strukturen av två molekylmoln i Vintergatans centrum

Bild wikipedia. Vintergatsbandet i riktning mot Skyttens stjärnbild.

Fysikforskare Danya Alboslani '24 (CLAS) vid University of Connecticut och forskare postdoktor Samantha Brunker, medverkande vid Milky Way Laboratory under ledning av docent i fysiker docent Cara Battersby har utvecklat en ny röntgentomografimetod för att konstruera 3D-kartor över två molekylmoln i Vintergatans centrum som kallas "Stone" och "Sticks" molnen. Kartorna är de första renderingarna någonsin av molekylmoln i galaxens centrum i tre rumsliga dimensioner.

"Molnen absorberar röntgenstrålar som kommer från Sgr A* (det svarta hålet i centrum av galaxen) och sänder sedan ut röntgenstrålar i alla riktningar. En del av dessa röntgenstrålar kommer mot oss och det finns en mycket specifik energinivå i den neutrala järnlinjen på 6,4 elektronvolt som har visat sig korrelera med de täta delarna av molekylär gas, beskriver Alboslani. "Om du föreställer dig ett svart hål i mitten som producerar dessa röntgenstrålar som strålar utåt och så småningom interagerar med ett molekylmoln i CMZ (Central Molecular Zone)  kommer det med tiden att belysa olika delar av molnet, så vad vi ser är en skanning av molnen."

Vintergatans centrum är fyllt med stora mängder stoft vilket gör att det synliga ljuset kan vara skymt, men röntgenstrålningen som sänds ut av Sgr A* under intensiva ackretionshändelser kan ses. 

Alboslanis artikel fokuserar på Stone-molnet medan Brunkers artikel visar Sticks - molnet. – Den övergripande morfologiska överensstämmelsen och i synnerhet associationen mellan de tätaste områdena i både röntgen- och molekyllinjedata är slående och det är första gången det har visats i så liten skala, beskriver Brunker.

Alboslani och Brunker använde insamlad data från NASA:s Chandra X-ray Observatory som sträcker sig över två decennier för att skapa sina 3D-modeller av de molekylära molnen Stone och Sticks. Battersby förklarar att även om vi vanligtvis bara ser två rumsliga dimensioner av objekt i rymden, gör röntgentomografimetoden det möjligt för oss att mäta den tredje dimensionen av molnet och se hur röntgenstrålarna lyser upp enskilda delar av molnet över tid. "Vi kan använda tidsfördröjningen mellan belysningar för att beräkna den tredje rumsliga dimensionen eftersom röntgenstrålar färdas med ljusets hastighet", förklarar Battersby.

Alboslani beskrev denna forskning i sin presentation "X-ray echoes from Sgr A* reveal the 3D structure of molecular clouds in the Galactic Center" vid det 245:e mötet för American Astronomical Society (AAS) i National Harbor, Maryland den 14 januari. Två manuskript har även skickats in till AAS Journals och kommer att finnas tillgängliga den 14 januari kl. 20:00 EST.