Magnetfältet under universums första tid kan ha varit miljarder gånger svagare än en kylskåpsmagnet

 

Bild https://www.freepik.com/

Magnetfälten som bildades under universums allra tidigaste stadier kan ha varit miljarder gånger svagare än en liten kylskåpsmagnet vilkas styrkor kan jämföras med den magnetism som alstras av neuroner i den mänskliga hjärnan. Men trots denna svaghet i magnetfälten finns det fortfarande kvantifierbara spår av deras existens kvar i det kosmiska nätet i  de synliga kosmiska strukturer som universum är förbunden med.

Dessa slutsatser beskrivs i en studie innehållande cirka en kvarts miljon datorsimuleringar utförda av ett team från SISSA-Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati i samarbete med universiteten i Hertfordshire, Cambridge, Nottingham, Stanford och Potsdam.

Observationsdatan användes sedan för att validera dessa resultat. Forskningens resultat har publicerats i Physical Review Letters där man beskriver både möjliga och maximala värden för styrkan hos ursprungliga magnetfält. Det ger en möjlighet att förfina vår kunskap om det tidiga universum och hur de första stjärnorna och galaxerna bildades. En kortfattad text om studien kan se här i form av en pdf-fil på engelska från https://www.sissa.it/  

En stenig exoplanet med bara hälften av Venus massa

 

Bild https://www.eso.org/ Jämförelse mellan planetsystemet L 98-59 där exoplaneten finns och de inre delarna av vårt solsystem.

Ett forskarlag har använt Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) i Chile för att få ny kunskap om planetsystemet kring stjärnan L 98-59 en röd dvärgstjärna 34,6 ljusår från jorden. L98-59 är ett solsystem snarlikt vårt solsystem. Bland upptäckterna finns en planet med hälften av Venus massa. Det är den exoplanet med minst densitet som har uppmätts med radialhastighetsmetoden. Det är en vattenplanet troligen belägen i stjärnans livsmöjliga zon. 

En planet som befinner sig i den livsvänliga zonen kan ha en skyddande atmosfär som gör det möjligt för liv att utvecklas” beskriver María Rosa Zapatero Osorio, astronom vid Astrobiologiska centret i Madrid, Spanien, och en av författarna till artikeln som publicerats i dagarna i Astronomy & Astrophysics.

Resultatet av studien innebär viktiga steg i sökandet efter exoplaneter av jordens storlek. För att detektera biosignaturer på en exoplanet måste man kunna observera planetens atmosfär, men dagens teleskop är inte tillräckligt stora för att leverera den upplösning som krävs för att undersöka små steniga exoplaneter. Det studerade planetsystemet är ett attraktivt mål för framtida observationer av exoplanetatmosfärer. Stjärnan är belägen på endast 35 ljusårs avstånd och har stenplaneter, likt jorden och Venus är tillräckligt nära stjärnan för att värmas upp.

Observationerna med VLT (very large teleskop)  gjorde det möjligt för forskarlaget att dra slutsatsen att tre av exoplaneterna kan innehålla vatten i sina atmosfärer eller på sina ytor. De två planeterna som är närmast stjärnan är troligen torra men kan ha små mängder vatten, medan upp till 30 % av den tredje planetens massa kan ha vatten vilket skulle klassificera den som en “vattenplanet”.

Dessutom fann astronomerna “gömda” exoplaneter som inte tidigare hade setts i systemet. De upptäckte en fjärde planet och misstänker att här finns även en femte planet i en zon på ett avstånd från stjärnan där flytande vatten skulle kunna förekomma på ytan. “Vi har indikationer på förekomsten av en stenplanet i den beboeliga zonen i detta system” beskriver Olivier Demangeon, vid Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Portos universitet i Portugal och huvudförfattare till studien.

Forskningsprojektet representerar ett teknologiskt genombrott eftersom astronomerna med hjälp av radialhastighetsmetoden kunde bestämma att den innersta planeten i systemet endast är hälften så tung som Venus. Den är därmed den lättaste exoplaneten som någonsin studerats med denna teknik, som mäter den periodiska rörelsen hos moderstjärnan som orsakas av dragningskrafterna från dess planeter.

Forskarlaget använde ESPRESSO-instrumentet (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) på ESO:s VLT för att studera L 98-59. “Utan den precision och stabilitet som ESPRESSO levererar skulle mätningarna inte ha kunnat utföras” beskriver Zapatero Osorio. “Det är ett steg framåt i vår förmåga att mäta massa hos de lättaste exoplaneterna bortom vårt solsystem”.

Astronomerna upptäckte tre av planeterna i systemet 2019 med hjälp av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Detta rymdteleskop utnyttjar transitmetoden för att bestämma exoplaneters egenskaper genom att observera när de passerar över moderstjärnans yta sett från jorden och därmed försvagar stjärnans ljus marginellt. Det var dock bara tack vare radialhastighetsmätningarna med ESPRESSO och dess föregångare HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) vid ESO:s 3,6-metersteleskop på La Sillaobservatoriet, som Demangeon och hans forskarlag kunde identifiera ytterligare planeter och bestämma massa och storlek för de tre först kända planeterna. “Om vi vill veta vad en planet består av är massan och radien den minimala information som behövs” förklarar Demangeon.

Solar Orbiter spårar supersnabba elektroner tillbaka till solen

 

Bild https://www.esa.int/ Solar Orbiters instrument

Solar Orbiter är det mest avancerade  vetenskapliga observatorium som  skickats mot solen där det tar bilder av solen från närmare håll än någon rymdfarkost tidigare kunnat. Det är första gången ett instrument ser på solens polarområden.  Solen är den mest energirika partikelacceleratorn i solsystemet. Den piskar upp elektroner till nästan ljusets hastighet och slungar ut dem i rymden och översvämmar solsystemet med  "solenergirika elektroner" (SEE).

Forskare har nu använt Solar Orbiter för att lokalisera källan till dessa energirika elektroner och spåra det vi ser ute i rymden tillbaka till vad som faktiskt händer på solen källan från dessa utkast. De fann två typer av SEE med tydligt skilda bakgrunder: en kopplad till intensiva soleruptioner (explosioner från mindre fläckar på solens yta) och en till större utbrott av het gas från solens atmosfär (kända som "koronamassutkastningar", eller CME).

"Vi ser en tydlig uppdelning mellan 'impulsiva' partikelhändelser, där dessa energirika elektroner rusar iväg från solens yta i skurar via soleruptioner och 'gradvisa' i samband med mer utvidgande CME:er, som släpper ut en bredare våg av partiklar över längre tidsperioder", beskriver huvudförfattaren  till studien Alexander Warmuth vid Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP). Tyskland. – Vi kunde  identifiera och förstå dessa två grupper genom att observera hundratals händelser på olika avstånd från solen med hjälp av flera instrument – något som bara Solar Orbiter kan göra, tillägger Alexander. "Genom att gå  nära solen kunde vi mäta partiklarna i ett 'orört' tidigt tillstånd och på så sätt exakt bestämma tid och plats från varifrån de kom på solen."

Studien är den mest omfattande av SEE händelser hittills och händelserna upptecknas i en katalog som bara kommer att växa under Solar Orbiters aktiva tid. Den använde åtta av Solar Orbiters tio instrument för att observera mer än 300 händelser mellan november 2020 och december 2022.

"Det är första gången vi tydligt har sett den här kopplingen mellan energirika elektroner i rymden och deras källa på solen", tillägger medförfattaren Frederic Schuller, också denne vid AIP." Tack vare Solar Orbiter lär vi känna vår sol bättre än någonsin", beskriver Daniel Müller, ESA:s projektforskare för Solar Orbiter. Som resultat kan nu detaljerade analyser och sammanställningar nu sökas i en unik databas öppen för alla intresserade”. 

Avgörande är att upptäckten är viktig för vår förståelse av rymdvädret, där korrekta prognoser är avgörande för att hålla rymdfarkoster operativa och säkra. En av de två typerna av SEE-händelser är viktigast för rymdväderprognoser: den som är kopplad till CME:er, som tenderar att innehålla fler högenergirika partiklar och därmed hotar att orsaka mycket skada på elektronik. På grund av detta är det oerhört relevant för våra prognoser att kunna skilja mellan de två typerna av energirika elektroner.

– Kunskap som den här från Solar Orbiter kommer att hjälpa till att skydda  rymdfarkoster i framtiden, genom att låta oss bättre förstå  energirika partiklar från solen som hotar våra astronauter och satelliter, tillägger Daniel. "Forskningen är ett  bra exempel på kraften i samarbete. Studien var  möjlig tack vare den kombinerade expertisen och lagarbetet mellan europeiska forskare, instrumentteam från alla ESA:s medlemsstater och kollegor från USA."

Orsaken till potentiellt skadliga elektriska urladdningar på satelliters ytor

 

Bild https://www.lanl.gov/ Forskare vid Los Alamos National Laboratory har observerat att ökad elektronaktivitet på ytan av en rymdfarkost, som ex satelliten i den AI-genererade avbildningen ovan resulterar i en ackumulerad elektrisk laddning och slutligen en urladdning, liknande statisk elektricitet på jorden. Dessa urladdningar kan skada känslig elektronik ombord på satelliten. bild ChatGPT, DALL-E

För första gången har forskare upptäckt att antalet elektriska urladdningar på en rymdfarkost direkt korrelerar med antalet elektroner i den omgivande miljön. Det är information som kan hjälpa forskare att bättre förstå hur man skyddar utrustning i rymden. Urladdningar i rymdfarkosters miljö (SED) är tillfälliga elektriska haverier som kan skada känslig elektronik och kommunikationssystem ombord.

"Vi har länge vetat att dessa SED:er existerar"(Spacecraft environment discharges) , beskriver Amitabh Nag, forskare vid Los Alamos National Laboratory och huvudförfattare till en ny artikel som beskriver forskningen (se nedan). – Men vi har inte förstått sambandet mellan elektronerna i rymdmiljön och SED:er. För att göra det behövde vi två sensorer på en rymdfarkost: en som beräknande antalet elektroner och aktiviteten hos dessa elektroner och en annan som såg på radiofrekvenssignalen.

Dessa SED är vanligtvis resultatet av en skillnad i ytladdning orsakad av elektroner som ackumuleras på rymdfarkosters ytor i omloppsbana. Inte helt olikt statisk elektricitet på jorden. I rymden uppstår elektriska urladdningar i ansamling av energi på rymdfarkosten. Energi som så småningom når en tillräckligt hög spänning för att energi ska frigöras.

En satellit från försvarsdepartementet i geostationär omloppsbana, kallad STP-Sat6, har två sensorer ombord med vilka forskarna gavs en unik möjlighet att samtidigt titta på både radiofrekvens- och elektronaktivitetsdata.

"Vi kunde se hastigheten av SEDs som upptäcktes av radiofrekvenssensorn och jämföra den med aktiviteten hos elektronpartiklar inom ett visst spänningsområde", beskriver Nag. "Vad vi lärde oss var att topparna i SED korrelerade med topparna i elektronaktiviteten."– Vi observerade att när elektronaktiviteten ökar, särskilt i intervallet 7,9 till 12,2 keV, börjar rymdfarkosten ackumulera laddning. Detta fortsätter tills en brytpunkt nås och SED uppstår, beskriver Nag. "Den ledtiden öppnar dörren för potentiella prognosverktyg för att minska riskerna."

Framtida uppdrag skulle kunna integrera realtidsövervakning av elektroner med låg energi för att förutsäga och reagera på laddningshändelser innan de påverkar verksamheten. 

 För en utförlig rapport om problemet och dess eventuella lösning se denna artikel i 

I NASA:s SPHEREx program ingick en undersökning av den interstellära kometen 3I/ATLAS i augusti (resultat)

 

Bild NASA:s Webb Space Telescope observerar den interstellära kometen.

SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe Epoch of Reionization and Ices Explorer) är ett rymdobservatorium med uppdraget att söka  i kortvågigt infrarött ljus. Detta för att kartlägga rymden och mäta spektra i detta ljus från cirka 450 miljoner galaxer. I februari 2019 valdes SPHEREx ut av NASA för sitt nästa Medium-Class Explorers-uppdrag och slog ut två konkurrerande uppdragskoncept: Arcus och FINESSE. SPHEREx sköts upp den 12 mars 2025 med en Falcon 9 Block 5-raket tillsammans med PUNCH-mikrosatelliterna från Vandenberg Space Force Base. Huvudforskare i arbetet är James Bock vid California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena, Kalifornien.

SPHEREx uppdrag är att använda en spektrofotometer för att utföra en kartläggning av rymden genom att mäta nära-infraröd spektra från 0,75 till 5,0 mikrometer.

NASA:s SPHEREx observerade den interstellära kometen 3I/ATLAS mellan den 7 och 15 augusti. SPHEREx-teamet har analyserat data från insamlingen och en forskningsrapport finns tillgänglig online. 

 SPHEREx är ett av NASA:s rymdteleskop som observerar denna komet och ger mer information om dess storlek, fysikaliska egenskaper och kemiska sammansättning. Även NASA:s Webbteleskopet och Hubbleteleskopet observerade nyligen kometen. Även om kometen inte utgör något hot mot jorden, hjälper observationerna till att stödja byråns pågående uppdrag att hitta, spåra och bättre förstå objekt i solsystemet.

Centrum av Fjärilsnebulosan undersökt

 

Bild https://www.esa.int/ tagen av i tur och ordning (Hubble- Webb- ALMAteleskopet) NGC 2346 känd som Fjärilsnebulosan är en planetarisk nebulosa ( astronomiska nebulosor t som består av materia som små och medeltunga stjärnor i slutfasen av existens strålar ut) 4 760 ljusår bort från jorden belägen nära himmelsekvatorn i stjärnbilden Enhörningen

Fjärilsnebulosan är en bipolär nebulosa vilket innebär att den har två lober som sprider sig i motsatta riktningar som bildar fjärilens "vingar". Ett mörkt band av dammig gas blir  fjärilens "kropp". Detta band är munkformat och ses från sidan från oss sett vilket döljer nebulosans centrala stjärna. Det är en mycket gammal solliknande stjärna som ger nebulosan den energi som får gas och stoff  att lysa. Den dammiga nebulosans munkformation kan vara anledningen till att nebulosans gas stoppas från att flöda ut från stjärnan lika mycket i alla riktningar.

Den nya Webb-bilden zoomar in på mitten av Fjärilsnebulosan och dess dammiga munkform, vilket ger en oöverträffad bild av dess komplexa struktur. Bilden använder data från Webbs Mid-InfraRed Instrument (MIRI) som arbetar i integralt fältenhetsläge. Detta läge kombinerar en kamera och en spektrograf för att ta bilder vid många olika våglängder samtidigt vilket avslöjar hur ett objekts utseende förändras utifrån våglängden. Forskargruppen kompletterade Webb-observationerna därefter med data från ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), ett kraftfullt nätverk av radioparabolantenner.

Forskare som analyserade dessa Webb-data identifierade nästan 200 spektrallinjer, som var och en innehåller information om atomerna och molekylerna i nebulosan. Dessa linjer avslöjar nästlade och sammankopplade strukturer som spåras från olika kemiska arter.

Forskargruppen har lokaliserat platsen för Fjärilsnebulosans centrala stjärna, som värmer upp ett tidigare oupptäckt stoftmoln runt den, vilket får den senare att lysa starkt vid de mellaninfraröda våglängder som MIRI är känslig för. Placeringen av nebulosans centrala stjärna har varit oklar fram till nu, eftersom detta omslutande stoft gör den osynlig vid optiska våglängder.

Tidigare sökningar efter stjärnan saknade den kombination av infraröd känslighet och upplösning som krävs för att upptäcka dess skymmande varma stoftmoln. Med en temperatur på  ca 220 000 Celsius är detta en av de hetast kända centralstjärnorna i en planetarisk nebulosa i vintergatan.

Intressant nog upptäckte teamet också ljus som avges av kolbaserade molekyler så kallade polycykliska aromatiska kolväten, eller PAH. De bildar platta, ringliknande strukturer, ungefär som de bikakformer som finns i bikupor. På jorden hittar vi ofta PAH:er i rök från lägereldar, bilavgaser eller bränt rostat bröd. Med tanke på var PAH:erna finns misstänker forskargruppen att dessa molekyler bildats när en "bubbla" av solvind från den centrala stjärnan sögs in i gasen som omger den. Detta kan vara det första beviset någonsin på att PAH:er bildas i en syrerik planetarisk nebulosa något som ger en viktig inblick i detaljerna om hur dessa molekyler bildas.

Studieresultatet publicerades nyligen  i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/staf1194 

Nya rön om Wow! signalen

 

Bild wikipedia  Wow! signal representerad som "6EQUJ5". Originalutskriften med Ehmans handskrivna ark som finns bevarad i Ohio History Connection.

Wow!-signalen var en stark smalbandssignal som upptäcktes den 15 augusti 1977 vid Ohio State Universitys radioteleskop Big Ear i USA och som sedan bekräftade fortsatt sökande efter utomjordisk intelligens. Signalen verkade komma från stjärnbilden Skytten och bar förväntade kännetecken av utomjordiskt ursprung. 

Nu har forskare från Arecibo Wow! Projektet åter analyserat årtionden av tidigare opublicerade arbeten om denna vilket ger den mest exakta karakteriseringen hittills av den gåtfulla signalen och avslöjar nya ledtrådar om dess ursprung.

Studien går tillbaka till arkivdata från Ohio State Universitys SETI-program, inklusive data som inte undersökts i tidigare analyser, och tillämpar moderna signalanalystekniker. Resultaten förfinar  analysen av Wow! Signalen. 

Platsen för signalen: Två intilliggande himmelsfält, centrerade vid rektascensioner 19h 25m 02s ± 3s eller 19h 27m 55s ± 3s, och deklination –26° 57′ ± 20′ (J2000). Detta är både mer precist och något förskjutet från tidigare uppskattningar.

Intensitet: En maximal flödesdensitet som överstiger 250 Janskys, mer än fyra gånger högre än det vanligen angivna värdet.

Frekvens: 1420,726 MHz, vilket placerar den stadigt i vätgaslinjen men med en högre radialhastighet än vad som tidigare antagits.

Dessa nya rön kan hjälpa till att förklara varför årtionden av uppföljande observationer har misslyckats med att hitta signalens källa.

"Våra resultat löser inte mysteriet med Wow! Signal, säger huvudförfattaren professor Abel Méndez vid Planetary Habitability Laboratory vid University of Puerto Rico i Arecibo. – Men de ger oss den tydligaste bilden hittills av vad det var och var den kom från. Den nya studien stärker argumenten för ett naturligt astrofysikaliskt ursprung, samtidigt som radiosignaler frön intelligent källa  blir en allt mer osannolik förklaring till signalen.

Hypotesen är nu att Wow! Signalen orsakades av en plötslig ljusning av vätelinjen i interstellära moln, utlöst av en kraftfull transient strålningskälla som en magnetars flare eller mjuk gammarepeater (SGR). Maserflare eller överstrålningsmekanismer kan ha gett upphov till en smalbandsemission som överensstämde med egenskaperna av Wow! Signal. Denna hypotes förklarar alla observerade egenskaper hos signalen och föreslår att den kan representera den första registrerade maserliknande flare i vätelinjen. 

 

Studien avslutar inte fallet, beskriver Méndez. "Den öppnar det igen. Men nu med en mycket säkrare karta på var den kom från och troligaste förklaring.

 Medlemmar i Arecibo Wow! Teamet består av Abel Méndez från PHL @ UPR Arecibo, Kevin Ortiz Ceballos från Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, Jorge I. Zuluaga från SEAP/FACom Institute of Physics, University of Antioquia, Kelby D'Angelo Palencia-Torres, från UPR Rio Piedras, Alisson Smith från UPR Mayagüez, Emmanuel J. Morales Butler från UPR Utuado, Héctor Socas-Navarro från European Solar Telescope Foundation, David Kipping från Columbia University, Hodari-Sadiki Hubbard-James från Agnes Scott College, Mariangelly Díaz-Rodríguez från Boeing/Florida State University, Alondra Cardona från University of Arizona, Mai Le från Agnes Scott College och Alejandro Ricón-Torres från Interamerican University of Puerto Rico i Bayamón.

Forskningens resultat har skickats in till Astrophysical Journal och finns nu tillgänglig på denna länk.