Stjärnbildning i nebulosan Lynds 483

 

Bild https://webbtelescope.org på nebulosan Lynds 483 som finns ca 700 ljusår bort från oss.

I mitten på bilden ses ett tunt vertikalt liggande gasmoln som kallas Lynds 483 och är format som ett timglas med oregelbundna kanter. Den nedre loben är något avskuren. Den övre loben ses i sin helhet och försvinner ut från toppen.

Bilden är tagen med högupplöst nära-infrarött ljus av NASA:s James Webb Space Telescope och visar tidigare okända detaljer och strukturer i Lynds 483.

Två stjärnor under bildning ses i de skimrande utkastningarna av gas och stoft som glimmar i orange, blått och lila i bilden.

Under tiotusentals år har de centrala protostjärnorna periodvis kastat ut en del av gasen och stoftet i täta, snabba jetstrålar och något långsammare utflöden ut i rymden. När nyare utkastningar träffar äldre kan materialet sammanslås  och snurra beroende på densiteten hos det som sammanslås. Med tiden har kemiska reaktioner i dessa utkastningar och det omgivande molnet producerat en rad molekyler, som kolmonoxid, metanol och med flera organiska föreningar.

Om miljontals år när stjärnorna har bildats färdigt, kan var och en av dem vara ungefär lika stor och med likartad massa som vår sol. Deras utflöden kommer att ha rensat området kring dem och svept bort de halvgenomskinliga utkastningarna som ses på bilden ovan. Allt som kan finnas kvar blir då en liten skiva av gas och stoft runt dem där planeter så småningom kan bildas.

För mer info om bild och upptäckt kan man kontakta Claire Blome Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland

eller Christine Pulliam Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland

En mycket gammal krater hittad vilket ger ny kunskap om Jordens forna historia

 

Bild https://www.curtin.edu.au  Stora koniskt splittrat berg i Pilbarakratonen i västra Australien ger synliga bevis på ett meteoritnedslag för 3,5 miljarder år sedan. Fotograf: Chris Kirkland, Curtin University

Forskare vid Curtin University har upptäckt vad som visat sig vara världens äldsta kända nedslagskrater vilket kan komma att förändra vår förståelse av livets ursprung och hur vår planet formades.

Teamet från Curtin's School of Earth and Planetary Sciences och Geological Survey of Western Australia (GSWA) undersökte berglager i North Pole Dome  ett område i Pilbara-regionen i västra Australien  och fann bevis på ett stort meteoritnedslag som skedde för 3,5 miljarder år sedan.

Professor Tim Johnson från Curtin University en av studiens ledare beskriver att upptäckten utmanar tidigare antagande om jordens forntida historia.

– Innan vår upptäckt var den äldsta nedslagskratern 2,2 miljarder år gammal, så det här är den överlägset äldst kända kratern som hittats på jorden, beskriver professor Johnson. "Studien ger en viktig pusselbit till hur jorden påverkats historiskt och tyder på att det kan fler uråldriga kratrar att upptäcka."

Professor Chris Kirkland även han från Curtin's School of Earth and Planetary Sciences beskriver att upptäckten kastar nytt ljus över hur meteoriter format jordens tidiga historia.

– Att upptäcka detta nedslag och hitta fler från samma tidsperiod kan förklara mycket om hur livet kan ha börjat eftersom nedslagskratrar skapade miljöer som var bra för mikrobiellt liv, till exempel varmvattenbassänger, beskriver professor Kirkland.

Det förfinar radikalt vår förståelse av jordskorpans bildning: den enorma mängden energi från detta nedslag kan ha spelat en roll i att forma den tidiga jordskorpan genom att trycka in en del av jordskorpan under en annan jordskorpa eller genom att tvinga magma att stiga upp från djupet från jordens mantel mot ytan.

Nybildade solsystem kan nu undersökas effektivare.

 

Bild En konstnärs tolkning av solsystemet PDS 70 med protoplaneter, var och en omgiven av stoftringar upplysta av stjärnljus. Planeterna själva (inte i skala) omges av tunna ringar av plasma uppvärmda till cirka 7700 grader Celcius, som lyser vid den röda emissionslinjen för H-alfa-ljus. Emmeline Close och Laird Close.

Ett instrumentet kallat Magellan Adaptive Optics Xtreme (alternativt MagAO-X) har observerat två unga planeter i omloppsbana runt PDS 70, en 5 miljoner år gammal stjärna i stjärnbilden Kentauren, 370 ljusår från jorden.

 Här upptäcktes för första gången kompakta ringar av stoft som omger  planeterna vilket sannolikt kommer att ge upphov till månar. Teamet observerade också  förändringar i planeternas ljusstyrka vilket är tydliga tecken på att systemet är ungt.

"Det här är ett stort tekniskt genombrott, beskriver Laird Close, professor i astronomi vid Steward Observatory vid University of California College of Science och tillägger att bilderna överträffar upplösningen hos rymdteleskop, ex 2,4-metersteleskopet Hubble och James Webb Space Telescope.

Tillsammans med 6,5-meters Magellanteleskopet vid Las Campanas-observatoriet i Chile fungerar instrumentet som ett "adaptivt optiksystem" vilket innebär att det korrigerar för turbulens i atmosfären över jorden som annars hindrar astronomiska observationer. I själva verket eliminerar systemet stjärnornas "blinkning" vilket gör det möjligt för teleskopet att ta bilder som kan mäta sig med dem från ett optiskt rymdteleskop.

Unga planeter så kallade protoplaneter är sällsynta och PDS 70 planeterna b och c är de enda unga planeter som är välkända för astronomer av de 5 000 bekräftade exoplaneter som hittats. Att utveckla skarpare bilder av protoplaneter och stoftet runt dem är nyckeln till att förstå hur planeter och deras månar bildas beskrivs i forskargruppen.

Trots att planeterna i solsystemet PSD 70 är flera gånger större än Jupiters massa är de endast cirka 5 miljoner år gamla vilket innebär att de fortfarande växer  i storlek. Det är när planeterna får massa från vätgasmolnet som omger dem som mer massa faller ner på dem och de växer i storlek, beskriver Close.

Arbetet finansierades av NASA Exoplanet Research Program. MagAO-X stöds av National Science Foundation och Heising-Simons Foundation. Observationernas resultat har publiceras i The Astronomical Journal.

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