Nya rön om radioblixtrar

 

Bild https://news.berkeley.edu  CHIME-teleskopen i British Columbia upptäckte en ovanligt snabb radioblixt, betecknad FRB 20240209A, i februari 2024. CHIME, Andre Renard, Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto

Astronom Calvin Leung blev förvånad när hans medarbetare vid Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) vände det optiska teleskop mot platsen där dessa radioblixtar upptäckts och fann källan i den avlägsna utkanten av en sedan länge död elliptisk galax (gammal galax innebär att ny stjärnbildning avstannat) som med all rätt inte borde innehålla den typ av stjärna som man tror producerar dessa utbrott.

I stället för att hitta en förväntad "magnetar" – en starkt magnetiserad, snurrande neutronstjärna som blivit över efter att en ung tung stjärna kollapsat i en galax där snabb stjärnbildning sker. "var nu frågan: Hur man ska förklara förekomsten av en magnetar inuti denna gamla, döda galax?" beskriver Leung.

De unga stjärnrester som teoretiker tror producerar dessa millisekundskurar av radiovågor borde ha försvunnit för länge sedan i den 11,3 miljarder år gamla galaxen upptäckten gjordes och som ligger 2 miljarder ljusår från jorden och har en massa 100 miljarder gånger större än vår sols massa. FRB:s (fast radio burst) läge är överraskande och väcker frågor om hur sådana energrika händelser kan inträffa i områden där inga nya stjärnor bildas, beskriver Vishwangi Shah, doktorand vid McGill University i Montreal, Kanada, som förfinat och utvidgat Leungs ursprungliga beräkningar om platsen för explosionen som kallas FRB 20240209A.

"Det är tydligt att det fortfarande finns mer att lära och upptäcka om dessa radioblixtrar  anserr ett Einstein Postdoctoral Fellowship vid Northwestern vilka är huvudförfattare till en andra artikel om fenomenet.

Miller Postdoctoral Fellowship vid University of California, Berkeley var under sommaren 2024  sysselsatt med  att analysera data från ett nyligen beställt dataset från flera radioteleskop för att exakt fastställa ursprunget till upprepade utbrott av intensiva radiovågor  så kallade snabba radioblixtar (FRB) som kommer från någonstans i den norra stjärnbilden Ursa Minor.

Shah är korresponderande författare till en studie av FRB som publicerades tisdagen den 21 januari i Astrophysical Journal Letters tillsammans med en andra artikel av kollegor vid Northwestern University i Evanston, Illinois. Leung, som är medförfattare till båda artiklarna, är en av huvudutvecklarna av tre teleskop till den ursprungliga radiostråluppställningen CHIME som ligger nära Penticton, British Columbia. Han var mentor för Shah vid McGill medan Leung var doktorand vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) och hade därefter ett Einstein Postdoctoral Fellowship vid UC Berkeley innan han blev Miller-stipendiat.

Studierna stöddes av Gordon and Betty Moore Foundation, NASA, Space Telescope Science Institute, National Science Foundation, David and Lucile Packard Foundation, Alfred P. Sloan Foundation, Research Corporation for Science Advancement, Canadian Institute for Advanced Research, Natural Sciences and Engineering Council of Canada, Canada Foundation for Innovation och Trottier Space Institute i McGill.

Universum ett komplext nät av strukturer.

 

Bild https://penntoday.upenn.edu  Atacama Cosmology Telescope i Chile mäter det äldsta ljuset i universum, känt som den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Med hjälp av dessa mätningar kan forskare beräkna universums ålder. (Bild: Debra Kellner).

I ny forskning under ledning av Joshua Kim och Mathew Madhavacheril vid University of Pennsylvania och medarbetare vid Lawrence Berkeley National Laboratory visas att universum har blivit "rörigare och mer komplicerat" under de cirka 13,8 miljarder år som det har funnits. Fördelningen av materia har med årmiljarderna blivit mindre "sammansatt" än väntat.

"Vårt arbete korrelerade två typer av dataset från komplementära, men mycket distinkta, undersökningar", beskriver Madhavacheril, " vad vi fann var att för det mesta är berättelsen om strukturbildning anmärkningsvärt väl överensstämmande med förutsägelserna från Einsteins gravitationsteori. Vi såg dock en antydan till en liten diskrepans i mängden förväntad sammansättning under de senaste epokerna med början för  cirka fyra miljarder år sedan vilket är intressant att följa framåt i tiden.

Datan, som publicerats i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics och preprintservern arXiv kommer från Atacama Cosmology Telescopes (ACT) slutliga datarelease (DR6) och Dark Energy Spectroscopic Instruments (DESI) Year 1.

 Madhavacheril beskriver att kombinationen av dessa data gjorde det möjligt för teamet att undersöka  kosmiska tider staplade på ett sätt som liknar att stapla OH-film av forntida kosmiska fotografier framåt tidsmässigt vilket ger ett flerdimensionellt perspektiv på kosmos över tid. För mer information om detta forskningsprojekt se denna länk från University of Pennsylvania. 

Einsteinsonden har upptäckt en mystisk kosmisk explosion

 

Bild https://www.esa.int Einsteinsonden.

Den 15 mars 2024 upptäckte Einstein Probes Wide-field X-ray Telescope (WXT) en skur av lågenergirik röntgenstrålning. Astronomer kallar sådan röntgenstrålning för "mjuk" trots att den fortfarande är mycket mer energirik än synligt eller ultraviolett ljus. Explosionen varade i mer än 17 minuter och fluktuerade i ljusstyrka innan den bleknade bort. En sådan händelse är känd som en snabb röntgentransient (FXRT) och denna transient fick beteckningen EP240315a.

Yuan Liu, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences (NAO, CAS) och huvudförfattare till den nyligen publicerade en artikeln (se nedan) om upptäckten överaskande. Det blev ett speciellt ögonblick eftersom han hade designat den inbyggda mjukvaruutlösaren i Wide-field X-ray Telescope. 

"Det var verkligen intressant att se att algoritmen fungerade bra vid händelsen", beskriver han. Efter ca en timme efter att röntgenstrålningen upptäcktes upptäckte även ett teleskop i Sydafrika som är en del av Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS) i synligt ljus fenomenet. Uppföljande observationer av Gemini-North-teleskopet på Hawaii och Very Large Telescope i Chile visade rödförskjutningsmätningar som visade att utbrottet hade kommit cirka 12,5 miljarder ljusår bort och påbörjat sin kosmiska resa till oss när universum bara var 10 procent av sin nuvarande ålder.

Det betyder att EP240315a blev första gången som astronomer upptäckte mjuk röntgenstrålning under så lång tidrymd av en så gammal explosion.

– Upptäckten av EP240315a visar på Einsteinsondens stora potential till att upptäcka transienter från det unga universum. Projektet kommer att spela en viktig roll i internationella observationer och samarbeten, beskriver Xuefeng Wu, forskare vid Purple Mountain Observatory, CAS och en av artikelns författare.

Artikeln publicerades under titeln "Long-term radio monitoring of the fast X-ray transient EP240315a: evidence for a relativistic jet" av Ricci et al. Nyligen  i The Astrophysical Journal Letters. 

ESA:s Swarm-uppdrag kan visa magmafördelningen under havet.

 

Bild https://www.esa.int/ Swarm-konstellation över Jorden.

Swarm är en konstellation av tre satelliter som ger data om jordens jordmagnetiska fält från rymden. Detta magnetfält som sträcker sig från jordens inre ut i rymden  tros till stor del uppstå av ett hav av flytande järn i jordens yttre kärna och magnetiserade stenar i jordskorpan.

Hav genererar magnetism, Havsvattnets salthalt är en måttlig elektrisk ledare. Det innebär att när tidvatten strömmar över jordens magnetfält ger det svaga elektriska strömmar som i sin tur inducerar små magnetiska signaler som kan detekteras från rymden.

I en studie där det användes data från ESA:s Swarm-konstellation tyder på att svaga magnetiska signaturer som skapas av jordens tidvatten kan visa den magmafördelningen under havsbottnen och även ge  insikter om långsiktiga trender i globala havstemperaturer och salthalt.

Studien av dessa signaturer hamnade på framsidan (på omslaget) av världens äldsta vetenskapliga tidskrift, Philosophical Transactions of the Royal Society A. Studien utfördes av ett team från Kölns universitet och Danmarks tekniska universitet.

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.