Stjärnhopen Pismis 24

 

Bilden ovan är tagen med Webbteleskopet. Här ses en gnistrande scen av stjärnfödelse i Pismis 24, en ung stjärnhop cirka 5 500 ljusår från jorden i stjärnbilden Skorpionen. Ett av de bästa områdena för att utforska heta unga stjärnors egenskaper och utveckling.

Det som ser ut att vara en klippig, stjärnbelyst bergstopp med strimmiga moln är i själva verket ett kosmiskt stoftlandskap som efterhand förintas av de brännande vindarna och strålningen från närliggande massiva, unga stjärnor.

Denna unga stjärnhop kallad Pismis 24, finns i kärnan av den närliggande Hummernebulosan, ungefär 5 500 ljusår från jorden i stjärnbilden Skorpionen. Pismis 24 är en livfull stjärnbarnkammare och en av de närmaste platserna från oss räknat för uppkomst av massiva stjärnor. Dess närhet till oss gör området till en av de bästa platserna att utforska och undersöka egenskaperna hos heta unga stjärnor och se hur de utvecklas.

I centrum av detta glittrande kluster finns Pismis 24-1. Den ligger i mitten av en klump av stjärnor ovanför de taggiga orange topparna och den högsta spiran pekar direkt mot den. Pismis 24-1 ser ut som en gigantisk och enda stjärnan här. Forskare har numera förstått att den består av minst två stjärnor även om det inte kan upplösas i två i bilden ovan. Med en massa på 74 respektive 66 solmassor är de två stjärnorna bland de mest massiva och ljusstarka stjärnor som någonsin skådats.

Bilden är tagen i infrarött ljus av Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera) och avslöjar tusentals juvelliknande stjärnor i olika storlekar och färger. De största och mest ljusstarka stjärnorna med sexpunkts diffraktionspikar är de tyngsta stjärnorna i hopen. Hundratals till tusentals mindre medlemmar av hopen ser ut som vita, gula och röda, beroende på deras stjärntyp och mängden stoft som omger dem. Webb visar oss också tiotusentals stjärnor bakom hopen vilka är en del av Vintergatan.

Superheta, unga stjärnor vissa nästan 8 gånger varmare än solen slungar här ut brännande strålning och solvindar som skulpterar ett hålrum i väggen på den stjärnbildande nebulosan. Nebulosan sträcker sig långt bortom NIRCams synfält. Endast små delar av den är synliga längst ner och uppe till höger på bilden. Strömmar av het, joniserad gas strömmar från nebulosans åsar, och tunna slöjor av gas och stoft, upplysta av stjärnljus, svävar runt dess höga toppar.

Dramatiska spiror sticker ut från den glödande väggen av gas och slår emot  strålningen och vindarna. De ser ut som fingrar som pekar mot de heta unga stjärnorna som har skulpterat spiralformerna. De våldsamma krafter som formar och komprimerar dessa spiror gör att nya stjärnor bildas i dessa spiror. Den högsta spiran sträcker sig cirka 5,4 ljusår från dess spets till bildens nederkant. Dess spets är 0,14 ljusår.

I bilden indikerar färgen cyan het eller joniserad vätgas som värms upp av de massiva unga stjärnorna. Stoftmolekyler som liknar rök här på jorden ses i orange. Rött betyder kallare, tätare molekylärt väte. Ju mörkare röd desto tätare gas. Svart betecknar den tätaste gasen, som inte avger ljus. De strimmiga vita dragen är stoft och gas som sprider stjärnljus.

Solstormarnas temperatur överraskande hög.

 

Bild https://news.st-andrews.ac.uk

För att läsa mer om solstormar och hur dessa kan påverka oss se länk från msb (Myndigenhet för samhällsskydd och beredskap).  

Citerar ”Solstormar är kraftiga energiutbrott på solen som består av strålning eller laddade partiklar. Stormar på solen kan påverka vardagen på jorden genom exempelvis elavbrott, norrsken eller störningar i flygtrafiken” slut citat. 

Genom att se på data från skilda forskningsområden insåg forskare under ledning av Dr Alexander Russell, universitetslektor i solteori från School of Mathematics and Statistics att solstormar med stor sannolikhet värmer upp joner starkare än elektroner. Solfysiken har historiskt utgått från att joner och elektroner måste ha samma temperatur. Men när vi gjorde om beräkningarna med ny data fann vi  temperaturskillnad i solstormar vilket öppnar vägen för att överväga superheta joner.

"Dessutom", tillade Russell är den upptäckta jontemperaturen passande bra med bredden på spektrallinjerna, vilket potentiellt kan lösa ett astrofysikalt mysterium som inte kunnat förklaras i nästan ett halvt sekel.

Det har sedan 1970-talet undrats över varför spektrallinjer, ljusa förstärkningar av solstrålningen vid specifika "färger" i extremt ultraviolett och röntgenljus är bredare än väntat. Historiskt sett har man trott att detta bara kan bero på turbulenta rörelser. Men den tolkningen har diskuterats då forskare har försökt identifiera turbulensens natur. Efter nästan 50 år argumenteras nu i den nya studien behovet av ett nytt paradigmskifte där jontemperaturen kan ge ett stort bidrag till att förklara de gåtfulla linjebredderna hos solstormspektra.

Studien har publicerats nyligen i AstrophysicalJournal Letters här beskrivs hur utbrott värmer upp solplasma till mer än 10 miljoner grader. Solplasma består av joner och elektroner. Den nya forskningen hävdar att soleruptioner, positivt laddade partiklar som utgör hälften av plasmat, kan nå över 60 miljoner grader.

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.