En exoplanet upptäckt i en livsvänlig zon vid sin sol

 Bild https://www.earth.com/  Medan texten översatt från https://www.ox.ac.uk/news Omloppsbanan för HD 20794 d placerar den inom den beboeliga zonen i HD 20794-systemet, vilket innebär att den befinner sig på rätt avstånd från sin stjärna för att upprätthålla flytande vatten på sin yta. 

Ett internationellt forskarlag har bekräftat upptäckten av en superjord som kretsar i den beboeliga zonen av en närliggande solliknande stjärna. Planeten upptäcktes för två år sedan av forskaren Dr Michael Cretignier vid Oxford University. Resultatet som bygger på över två decennier av observationer av exoplaneter öppnar nu ett fönster för framtida studier av jordliknande exoplaneter som kan ha förhållanden lämpliga för liv. Planeten har beteckningen HD 20794 d och finns 20 ljusår bort från oss. Den har en massa som är sex gånger större än jorden och kretsar kring en stjärna som liknar vår sol. Dess omloppsbana är inom den livsvänliga zonen i systemet vilket innebär att den befinner sig på rätt avstånd från sin stjärna för att upprätthålla flytande vatten på sin yta, en viktig ingrediens för liv som vi känner det.

Dr Michael Cretignier identifierade för första gången denna potentiella exoplanetsignal 2022, när han analyserade arkiverade data som registrerats av spektrografen HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) vid La Silla-observatoriet i Chile. Dessa data analyserar ljus som absorberas och avges av föremål. Dr Cretignier upptäckte tydliga, periodiska förändringar i ljusspektrumet som sänds ut av stjärnan vilket kan ha orsakats av gravitationskraften från en närliggande planet. På grund av den svaga signalen var det dock inte klart om den orsakades av en planet eller kom från stjärnan själv eller ett instrumentellt fel. Först nu är det bekräftat att där finns en exoplanet.

HD 20794 d är ett ovärderligt testfall för kommande rymdprojekt som är utformade för att upptäcka tecken på liv utanför vårt solsystem. Bland dessa rymdprojekt finns Extremely Large Telescope, Habitable Worlds Observatory och Large Interferometer For Exoplanets (LIFE). Dessa instrument kommer att observera atmosfären hos närliggande jordliknande planeter i den beboeliga zonen för att leta efter avslöjande "biosignaturer" som indikerar liv.

Dr Cretignier avslutade: "Även om mitt jobb huvudsakligen består av att hitta dessa okända världar är jag nu mycket entusiastisk över att höra vad andra forskare kan berätta om denna planet särskilt då den är bland de närmaste jordliknande planeter vi känner till och med tanke på dess speciella omloppsbana."

Studien "Revisiting the multi-planetary system of the nearby star HD 20794. Bekräftelsen av en planet med låg massa i den beboeliga zonen av en närliggande G-dvärg har publicerats i Astronomy & Astrophysics.

Hur månen Titan lyckas behålla sin atmosfär

 

Bild wikipedia (engelska). En modell av Titans inre struktur.

Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i vårt solsystem och den enda månen som har en betydande atmosfär.

"Trots att Titan bara är 40 procent av jordens diameter har den en atmosfär som är 1,5 gånger tätare än jordens även fast denna måne har en lägre gravitation", beskriver SwRI:s (Southwest Research Institute) Dr. Kelly Miller, huvudförfattare till en artikel om denna upptäckt som publicerats i tidskriften Geochimica et Cosmochimica Acta.

Ursprunget, åldern och utvecklingen av denna atmosfär, som består av ungefär 95 % kväve och 5 % metan, har förbryllat forskare sedan den upptäcktes 1944.

"Närvaron av metan är avgörande för existensen av Titans atmosfär", beskriver Miller. – Metanet avlägsnas genom reaktioner orsakade av solljus och borde ha försvunnet efter cirka 30 miljoner år efter dess bildande (men vet man när den bildades kanske det var i relativ nutid) varefter atmosfären skulle fryst till is. Men det har inte skett på Titan, forskare tror att en intern källa fyller på metan annars skulle atmosfären haft en geologiskt kort livslängd.

Miller var också huvudförfattare till en artikel från 2019 som publicerades i Astrophysical Journal där en teoretisk modell för hur atmosfären kan ha utvecklats och fyllts på under åren beskrevs. Artikeln teoretiserar att stora mängder mycket komplexa organiska material värms upp i Titans steniga inre vilket frigör kväve såväl kolgaser som metan. Gasen sipprar sedan ut på ytan där den bildar en kraftig atmosfär.

Denna teori bekräftas av de senaste experimenten sär man värmde upp organiska material till temperaturer på 250 till 500 grader Celsius vid tryck upp till 10 kilobar för att simulera de inre förhållandena som råder hos  Titan. Experimenten producerade kolgaser som koldioxid och metan i tillräckliga mängder för att hjälpa till att försörja Titans atmosfär.

Artikeln är till stor del baserad på data från NASA:s rymdfarkost Cassini-Huygens, som sköts upp 1997 och utforskade Saturnus-systemet från 2004 till 2017.

NASA planerar att skjuta upp en sond till Saturnus-systemet 2028 med en rymdfarkost som kallas Dragonfly. Den kommer att innehålla en quadcopter som är utformad för att utforska Titan på nära håll och undersöka om miljön på Titan någonsin kan ha varit gynnsamma för liv. Miller arbetar härnäst med ett globalt team av forskare för att studera möjligheten för liv i havet bestående av etan och metan under ytan på Titan.

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.