Trippelobjekt hittade i Kuiperbältet

 

Bild wikipedia som visar en konstnärs version av Kuiperbältet och Oorts kometmoln.

Sannolikt är Altjira-systemet 148780 en stabil trio av isiga asteroider i Kuiperbältet. De upptäcktes i data från NASA:s rymdteleskop Hubble och det markbaserade W.  M. Keck-observatoriet på Hawaii.

Om datan bekräftas tyder det på att det kan finnas liknande tripletter som väntar på att upptäckas vilket skulle stödja en teori om vårt solsystems historia och bildandet av Kuiperbältesobjekt (KBOs).

"Universum är fyllt av objekt ex stjärnor i trippelstjärnsystem ex Alpha Centauri-stjärnsystemet och trippelobjekt i Kuiperbältet kanske inte är något undantag", beskriver studiens huvudförfattare Maia Nelsen, som har examen i fysik och astronomi vid Brigham Young University i Provo, Utah.

KBO:er har varit kända sedan 1992 och är primitiva isiga rester från det tidiga solsystemet som finns bortom Neptunus omloppsbana. Hittills har över 3 000 KBO:er katalogiserats, och forskare uppskattar att det kan finnas flera hundra tusen fler som mäter över 10 mil i diameter. Den största KBO vi känner till är dvärgplaneten Pluto.

Fyndet är ett viktigt stöd för en KBO bildningsteori, där tre små steniga kroppar inte är resultatet av en kollision i Kuiperbältet utan istället bildats som en trio direkt från den gravitation kollaps av materia i den skiva av materia som omgav den nybildade solen för cirka 4,5 miljarder år sedan. Det är välkänt att stjärnor bildas genom gravitation kollaps av gas, vanligtvis som par eller tripplar, men om objekt som de i Kuiperbältet bildas på ett liknande sätt är inte helt klarlagt.

Altjira-systemet finns i de yttre delarna av solsystemet, 3,7 miljarder mil bort eller 44 gånger avståndet mellan jorden och solen. Hubble-bilder visar två KBO:er som finns ca 7600 kilometer från varandra. Forskare beskriver att upprepade observationer av objektens unika trippelrörelse tyder på att det inre objektet  är två kroppar som ligger så nära varandra att de inte kan urskiljas på ett så stort avstånd från oss.

"Med så här små och  objekt på så stort avstånd från oss är separationen mellan de två inre delarna av systemet en bråkdel av en pixel på Hubbles kamera så man måste använda icke-avbildande metoder för att upptäcka att det är en trippel", beskriver Nelsen.

Det tar tid och tålamod, förklarar Nelsen. Forskare har samlat in en 17-årig observationsbaslinje med data från Hubble och Keck-observatoriet.

"Med tiden såg vi hur orienteringen av det yttre objektets omloppsbana ändrades vilket tydde på att det inre objektet antingen var mycket långsträckt eller i själva verket två separata objekt", beskriver Darin Ragozzine, också vid Brigham Young University, en av författarna till Altjira-studien.

"Ett trippelsystem passade bäst in som tolkning när vi satte in Hubble-data i olika modelleringsscenarier", beskriver Nelsen. För närvarande finns det ett 40-tal identifierade binära objekt i Kuiperbältet.

De enda objekten i Kuiperbältet som har utforskats i detalj är Pluto och det mindre objektet Arrokot Arrokoth, som NASA:s New Horizons-uppdrag besökte 2015 respektive 2019. Studien är publicerad i Tidskriften Planetary Science. 

Hubbleteleskopets bild på supernovaresten Veilnebulosan

 

Bild https://science.nasa NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble avbildar en supernovarest som kallas Veilnebulosan. ESA/Hubble och NASA, R. Sankrit

Veilnebulosan är resterna (gas och stoff) av en stjärna som var ungefär 20 gånger så massiv som solen och som exploderade som supernova för cirka 10 000 år sedan. Nebulosan finns cirka 2 400 ljusår bort i stjärnbilden Svanen (Cygnus). Hubbleteleskopet tog bilder av nebulosan tunder 1994, 1997 och 2015.

Vyn ovan kombinerar bilder tagna i tre olika filter med Hubbles Wide Field Camera 3 och visar emission från väte-, svavel- och syreatomer. Bilden visar bara en liten del av nebulosan. Om du kunde se hela nebulosan utan hjälp av ett teleskop skulle den vara lika bred som sex fullmånar placerade sida vid sida.

Även om den här bilden visar Veilnebulosan vid en viss tidpunkt hjälper den forskare att förstå hur supernovarester utvecklas under årtionden. Genom att kombinera denna ögonblicksbild med Hubble-observationer från 1994 kommer man att se rörelsen hos enskilda gasfilament över den tidsperioden vilket ökar vår förståelse av nebulosan.

Vid mer information om ovan bild kontaktas Claire Andreoli (claire.andreoli@nasa.gov) NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD

Nya gränser för egenskaper hos mörk materia

 Bild https://www.eurekalert.org  Spektrografisk teknik för att separera ljus i sönderfallande mörk materia och bakgrundsljus användes. WINERED använder de bredare spektrala egenskaperna hos bakgrundsljus för att skilja det från ljus från sönderfallshändelser. Fotograf: Wen Yin, Tokyo Metropolitan University.

Forskare har börjat använda en kombination av datamodeller och toppmoderna observationer för att sätta gräns för vilka egenskaper mörk materia kan ha. Nyligen har ett team av forskare från Japan under ledning av docent Wen Yin från Tokyo Metropolitan University använt en ny spektrografisk teknik för att observera ljus från två galaxer, Leo V och Tucana II. De använde det 6,5 meter breda Magellan Clay Telescope i Chile för att samla in ljuset från dessa på det infraröda området i spektrumet.

Forskarlaget fokuserade på en lovande kandidat för mörk materia, den axionliknande alpha particlen (ALP) och undersökte hur den "sönderfaller" och spontant avger ljus. Ledande teoretiska modeller i den nära infraröda delen av spektrum till en lovande plats att se på. Men det infraröda är en trång och förvirrande del av det elektromagnetiska spektrumet. Det beror på det stora utbudet av ljud med flera störningar från andra källor. Exempel på detta är zodiakalljus, den svaga spridningen av solljus,  interstellärt stoft och ljus som sänds ut av atmosfären när den värms upp av solen. För att komma runt detta har de i sitt tidigare arbete föreslagit en ny teknik som utnyttjar det faktum att bakgrundsstrålning tenderar att omfatta ett bredare spektrum av våglängder medan ljus från en specifik sönderfallsprocess är mer och starkt inriktat till ett smalt område inom det elektromagnetiska fältet.

Likt ljus från ett prisma blir svagare när olika färger sprids tunnare och tunnare blir sönderfallshändelser som är begränsade till ett smalt område skarpare och skarpare. Olika toppmoderna infraröda spektrografer ex NIRSpec på James Webb Space Telescope, WINERED på Magellan Clay Telescope med flera kan användas för att implementera denna teknik vilket effektivt gör dessa instrument till utmärkta detektorer för mörk materia.

Tack vare precisionen i teamets teknik (WINERED) kunde man förklara allt ljus de upptäckte i det nära infraröda fältet med betydande statistisk noggrannhet. Det faktum att inget sönderfall hittades användes sedan för att sätta en övre gräns för frekvensen av dessa sönderfallshändelser, eller en nedre gräns för livslängden för ALP-partiklar. Deras nya nedre gräns i sekunder är 10 med 25 till 26 nollor efter sig, eller tio till hundra miljoner gånger universums ålder.

Upptäckten är inte bara betydelsefull eftersom detta är den skarpaste gränsen hittills för mörk materias livstid. I arbetet användes den senaste tekniken av infraröd kosmologi för att ta itu med problem inom grundläggande partikelfysik. Och även om deras slutsatser är baserade på noggrann analys av data finns det antydningar om anomalier eller "överdrifter" som erbjuder den lockande utsikten till faktisk upptäckt av mörk materia med mer insamlad data och analys. Sökandet fortsätter efter den saknade biten i vårt universum (den mörka materien vilken jag inte tror finns utan är en form av vanlig materias påverkan av gravitation).

Arbetet stöddes av JSPS KAKENHI Grant Numbers 22K14029, 20H05851, 21K20364 och 22H01215 och Incentive Research Fund for Young Researchers från Tokyo Metropolitan University. Data från WINERED samlades in med det 6,5 meter stora Magellan Clay Telescope vid Las Campanas-observatoriet i Chile under projektet "eV-Dark Matter search with WINERED". WINERED utvecklades av University of Tokyo och Laboratory of Infrared High-resolution Spectroscopy, Kyoto Sangyo University, under ekonomiskt stöd från JSPS KAKENHI Grant Numbers 16684001, 20340042 och 21840052, och MEXT Supported Program for the Strategic Research Foundation vid privata universitet (nr S0801061 och S1411028). Observationerna i juni 2023 och november 2023 stöddes delvis av JSPS KAKENHI Grant Number 19KK0080, JSPS Bilateral Program Number JPJSBP120239909 och Project Research Number AB0518 från Astrobiology Center, NINS, Japan.

Den komplexa atmosfären över en fritt svävande exo-Jupiter

Bild https://webbtelescope.org  illustration på SIMP 0136.

Webb har fångat fläckvisa molnlager, heta områden på hög höjd och variationer i atmosfären över ett snabbt roterande, fritt svävande objekt 20 ljusår från jorden.

Att få en bra bild på en planet utanför vårt solsystem kan vara svårt. Vissa exoplaneter är alldeles för svala och ljussvaga för att kunna upptäckas. Många är praktiskt taget osynliga i det bländande skenet från sin sol. Andra roterar så långsamt att det skulle ta dagar att kartlägga hela planeten.

SIMP 0136 är ett hett, ljusstarkt, objekt i storlek som en planet med en kraftig atmosfär, extremt snabb rotationshastighet och ingen stjärna som förstör sikten mot objektet. SIMP 0136 är tekniskt sett inte en exoplanet då den inte finns i ett exosolsystem.

Genom att använda NASA:s James Webb Space Telescope för att övervaka SIMP 0136 när olika delar av objektets atmosfär roterar har forskare kunnat reda ut ljusstyrkemönstren av hundratals färger av infrarött ljus som kommer från olika delar av objektets atmosfär. Resultaten avslöjar variationer i molntäcken, temperatur och kemi vilket ger insikt i den tredimensionella komplexiteten hos gasjättar i och utanför vårt solsystem.

Genom att använda NASA:s James Webb Space Telescope för att övervaka ett brett spektrum av infrarött ljus som sänds ut under två hela rotationsperioder av SIMP 0136, kunde teamet upptäcka variationer i molnlager, temperatur och kolkemi som tidigare varit okända.

SIMP 0136 är ett snabbt roterande, fritt svävande objekt som är ungefär 13 gånger Jupiters massa, beläget i Vintergatan 20 ljusår från jorden. Även om den inte är klassificerad som en exoplanet då den inte har en bana runt en stjärna och kan vara en brun dvärg så är SIMP 0136 ett idealiskt mål för exometeorologi.

 Det är det ljusaste objektet av sitt slag på den norra stjärnhimlen. Eftersom den inte ingår i ett solsystem kan den observeras utan problem för ljuskontaminering eller variabilitet orsakad av en stjärna. Och dess korta rotationsperiod på bara 2,4 timmar gör det möjligt att göra mätningar mycket effektivt.

Före Webb-observationerna hade SIMP 0136 studerats med hjälp av markbaserade observatorier och NASA:s rymdteleskop Hubble och Spitzer.

"Vi visste redan att SIMP 0136  varierar i ljusstyrka och vi var säkra på att det finns fläckiga molnlager som roterar in och ut ur sikte och utvecklas över tid", förklarar Allison McCarthy, doktorand vid Boston University och huvudförfattare till en studie om objektet som publicerats i The AstrophysicalJournal Letters. "Vi trodde också att det kunde finnas temperaturvariationer, kemiska reaktioner och möjligen vissa effekter av norrskensaktivitet som påverkade ljusstyrkan, men vi var inte säkra." Denna forskning genomfördes som en del av Webbs General Observer (GO) -program

Indiska sonden Aditya-L1 observerade en stor soleruption

 

Bild https://www.mpg.de  Utbrottet den 22 februari 2024 registrerades med hjälp av de åtta olika filtren i SUIT-instrumentet. © KOSTYM/Aditya-L1

– Det är ett stort lyckokast att rymdfarkosten Aditya-L1 kunde bevittna ett så starkt solutbrott precis i början av sitt uppdrag, beskriver Sami Solanki, chef för MPS (Max Planck-sällskapet) och medförfattare i en publikation i The Astrophysical Journal Letters, 981 L19, 28 februari, 2025.

– Tillsammans med observationer från andra sonder och teleskop ger detta för första gången en komplett bild av de processer som sker i olika lager i solens atmosfär under ett utbrott, tillägger han.

Utbrottet som skedde den 22 februari 2024 hade sitt ursprung i ett område på solens norra halvklot i en grupp  solfläckar. Det varade i ungefär 35 minuter och nådde sin topp runt 22:34 (UTC). På bilderna från denna period kan man se ljusa blixtar på två närliggande platser. Till skillnad från Aditya är andra solobservatorier "blinda" på detta avstånd från solen när utbrotten lämnar solytan.

De nya uppgifterna kommer därför att bidra till att förbättra vår förståelse för hur utbrott bildas och hur de fortplantar sig genom de olika lagren i solens atmosfär. Rymdfarkosten Aditya-L1 är ett projekt som drivs av Indian Space Research Organization (ISRO).

 Konceptet med Solar Ultraviolet Imaging Telescope (SUIT) var ursprungligen tänkt av MPS. Instrumentet designades och utvecklades och byggdes av Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics i Pune, Indien. Tre MPS-forskare är medlemmar i SUIT-teamet.

Hubbleteleskopet upptäcker en svärm av dvärggalaxer runt Andromedagalaxen

 

Bild https://www.stsci.edu

Andromedagalaxen finns 2,5 miljoner ljusår bort från oss och ser för blotta ögat ut som ett svagt, spindelformat objekt och är ungefär lika stor som fullmånen. Men vad vi inte ser utan teleskop är en svärm av ca 30  små satellitgalaxer som kretsar runt Andromedagalaxen.

Dessa satellitgalaxer representerar ett stökigt galaktiskt "ekosystem" som NASA:s Hubbleteleskop taget bilder av. I detta Hubble Treasury-program användes observationer från mer än 1 000 av Hubble-omloppsbanor. Hubbles optiska stabilitet, bildskärpa och effektivitet gjorde denna  kartläggning möjlig. I  arbetet ingick att bygga en exakt 3D-kartläggning av alla dvärggalaxer som snurrar runt Andromeda och rekonstruera hur  här bildades nya stjärnor under de nästan 14 miljarder år som universum existerat.

Hubble avslöjade ett ekosystem som skiljer sig markant från vad som sker i det mindre antalet satellitgalaxer som kretsar runt Vintergatan. Detta ger ledtrådar till hur vår galax Vintergatan och Andromedagalaxen har utvecklats på olika vis under miljarder år. I  Vintergatan har det varit relativt lugnt.

Andromedagalaxen har haft en mer dynamisk historia som troligen beror  på en  sammanslagning med en annan stor galax för några miljarder år sedan. Detta möte och det faktum att Andromeda är dubbelt så stor som Vintergatan skulle kunna förklara mängden av dvärggalaxer.

– Vi ser här hur länge satellitgalaxerna kan fortsätta att bilda nya stjärnor vilket är  beroende på hur massiva de är och hur nära de är till Andromedagalaxen, beskriver studiens huvudförfattare Alessandro Savino vid University of California i Berkeley. Det är en tydlig indikation på hur tillväxten i små galaxer  påverkas från en stor galax som Andromeda, beskriver han.

– Allt som är utspritt i Andromedasystemet är väldigt asymmetriskt och stört. Det verkar som om något hände för inte så länge sedan, beskriver Daniel Weisz, forskningsledare vid University of California i Berkeley. – Det finns alltid en tendens att använda det vi förstår av vår egen galax för att extrapolera mer generellt till de andra galaxerna i universum.

Något som jag tror vi ska vara försiktiga med.

Studien av undersökningen är publicerad i The Astrophysical Journal.

NASA:s Lunar Trailblazer och dess uppdrag runt vår måne

 

Bild https://www.nasa.gov  Solljuset blänker i NASA:s Lunar Trailblazer när den diskmaskinsstora rymdfarkosten kretsar runt månen i en konstnärs koncept. Sondens uppdrag är att hitta vatten på månen  vilket slags vatten det är och hur det förändras över tid och uppställa bättre kartor än nuvarande över var vatten finns på månens yta. Bild Lockheed Martin Space.

En av de största upptäckterna på månen under de senaste decennierna är att månens yta innehåller mycket vatten men inte mycket är känt om vattnet. För att undersöka detta kommer Lunar Trailblazer att försöka finna var vattnet finns, vilken form det har (vilket slag av vatten), hur mycket som finns och hur det förändras över tid.

För att uppnå målet har rymdfarkosten till hjälp två vetenskapliga instrument: High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM (HVM)3) och den infraröda multispektrala kameran Lunar Thermal Mapper (LTM). NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien tillhandahöll HVM3 LTM och den byggdes av University of Oxford och finansierades av UK Space Agency.

HVM (HVM)3 kommer att detektera och kartlägga de spektrala våglängderna av reflekterat solljus från mineraler och de olika formerna av vatten på månens yta. LTM-instrumentet kommer att kartlägga mineraler och termiska egenskaper i samma landskap. Lunar Trailblazers omloppsbana gör att den kan se in i kratrarna vid månens sydpol med hjälp av HVM3 instrumentet.

Det som gör dessa kratrar så spännande är att här finns köldhål som kanske inte har fått direkt solljus på miljarder år vilket innebär att här kan finnas fruset vatten. The HVM3 Spektrometern är utformad för att använda svagt reflekterat ljus från kratrarnas väggar för att se ner i botten även i permanent skuggade områden i kratrarna. Om Lunar Trailblazer hittar betydande mängder is vid kratrarnas bas kan dessa platser pekas ut som en vattenresurs för framtida månutforskare.

Lunar Trailblazer leds av Principal Investigator Bethany Ehlmann vid Caltech i Pasadena, Kalifornien. Caltech leder uppdragets vetenskapliga undersökningar och Caltechs IPAC leder uppdragets verksamhet vilket inkluderar planering, schemaläggning och sekvensering av alla av rymdfarkostens aktiviteter. 

NASA JPL förvaltar Lunar Trailblazer och tillhandahåller systemteknik, uppdragsförsäkring, HVM3 instrument, uppdragsdesign och navigering. JPL förvaltas av Caltech för NASA. Lockheed Martin Space tillhandahöll rymdfarkosten, integrerade flygsystemet och stöder verksamheten enligt kontrakt med Caltech. University of Oxford och utvecklade och tillhandahöll LTM-instrumentet, finansierat av UK Space Agency. Lunar Trailblazer, som är en del av NASA:s Lunar Discovery Exploration Program, förvaltas av NASA:s Planetary Mission Program Office vid Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, för myndighetens Science Mission Directorate i Washington.