Ett femte slag av materia har hittats i universum

Materia är känt i fyra former, fast ex guld, flytande ex vatten, gas ex syre och plasmaglob (plasma). Men nu har ett femte tillstånd hittats.

Bose–Einstein-kondensat är ett ytterligare tillstånd av materia. Kallat det femte slaget, ovanligt, omöjligt, men hittat existerande utanför jorden. 

NASA:s Lansering och drift av Cold Atom Lab (CAL) har etablerat en hållbar studie och utveckling av kvantteknik i omloppsbana runt jorden. Detta mångsidiga forskningsanläggning med flera användare har hittills färdats  400 miljoner kilometer ombord på den internationella rymdstationen (ISS) sedan ombordtagandet i juni 2018 och är under fjärrdrift från Jet Propulsion Laboratory. 

Med hjälp av Jet Propulsion Laboratory's Cold Atom Laboratory skapade astronomer exotisk materia ombord på den internationella rymdstationen. De har rapporterat om produktionen av rubidium Bose-Einstein kondensat (BECs)  (kan beskrivas som atomer som tillsammans agerar som en våg och inte går att dela upp i enstaka atomer) i ISS forskningslaboratorium, Cold Atom Lab. Detta resulterade i upptäckten av det femte tillståndet av materia och innehåller rubidium . Detta kemiska element delar likheter med kaliummetall och cesiummetall i utseende, mjukhet och konduktivitet.

En Bose-Einstein kondensat uppstår när vissa typer av atomer kyls till så låga temperaturer att de blir ett enat tillstånd (innebärande atomer ej möjliga att dela i ental). Men det är ett oömt tillstånd. Minsta interaktion med den yttre världen är tillräckligt för att värma upp det förbi dess kondenströskel och materian upplöses.

Detta gör ämnet nästan omöjligt för forskare att studera på jorden där gravitationen stör det magnetfält som krävs för att hålla det på plats för observation.

Lite ny kunskap inom vad jag (min anm) vill kalla kvantvärlden.

Bild från pixabay.com    fantasibild men spännande motiv.

Hur länge kan en Peter Panskiva existera.

En Peter Panskiva är en skivformation av gas omkring en stjärna eller brun dvärg. Gas som ger upphov till gasplaneter över tid. Gas som finns runt en enstaka stjärna har tills nu antagits ha försvunnit eller uttunnats efter 5 miljoner år.  Men så finns Peter Panskivor.

Prototypen för hur en Peter Pandisk ser ut är WISEJ080822.18-644357.3 vilken finns runt en röd dvärgstjärna 331 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Carina. Detta var det först upptäckta objektet som benämndes Peter Panskiva och det skedde den 21 oktober 2016 inom det NASA ledda projektet. Disk Detective med hjälp av WISE-teleskopet. 

Ny forskning av forskare vid Queen Mary University of London har nu avslöjat hur långlivade (i jämförelse med de vanliga gasformationerna runt stjärnor se ovan). Peter Panskivor är vilket kan ge nya insikter i hur planeter uppstår.

Planetbildning sker med material från protoplanetära skivor vilket är gigantiska skivor av gas och damm som cirklar runt unga stjärnor (det är början till planetbildning och ett planetsystem). De nyligen upptäckta Peter Pan-skivorna fick sitt namn utifrån sin betydligt längre existens omkring 5-10 gånger längre än typiska protoplanetära skivor (vilka existerar ca 5 miljoner år enligt beräkning). Man fann även att dessa Peter Panskivor bara bildas i ensamma miljöer där inga andra stjärnor finns i närområdet (bildas inte i inte i stjärnkluster) bort från andra stjärnor och att de är mycket större än vanliga skivor. Hittills har sju Peter Panskivor upptäckts som ett resultat av allmän sökning med hjälp av vanliga medborgare tillsammans med NASA och Zooniverse i projektet Disk Detective. 

Dr Gavin Coleman, huvudförfattare till en ny studie och postdoc-forskare vid Queen Mary, säger: "De flesta stjärnor bildas i stora grupper som innehåller cirka 100000 stjärnor men det verkar som Peter Pan skivor inte kan bildas i dessa miljöer (här bildas istället mer kortlivade protoplanetära skivor varifrån planeter bildas och planetsystem vilket är det vanligaste planetsystembildandet). 

Peter Panskivorna måste för att bildas och bestå finnas mycket mer isolerade från sina stjärngrannar då strålningen från andra stjärnor skulle blåsa bort dessa skivor (de skulle inte existera så länge utan enbart som vanliga protoplanetära skivor gör ca 5 miljoner år). De måste också från början vara massiva (stor täthet) så de innehåller mer gas att förlora och därför har möjlighet att existera mycket längre."

Fram till upptäckten av de långlivade Peter Panskivorna antog forskare att alla skivor hade en livstid på några miljoner år och sedan hade bleknat bort helt efter 10 miljoner år vilket tyder på att planeterna inom dem måste bildas snabbt.

Dr Thomas Haworth vid Dorothy Hodgkin Fellow på Queen Mary, säger: "Förekomsten av dessa långlivade skivor var verkligen förvånande och att ta reda på varför dessa skivor kan överleva längre än väntat kan vara avgörande för att hjälpa oss att förstå mer om skivors evolution och planetbildning i allmänhet. En särskilt intressant aspekt är att Peter Panskivor hittills bara hittats runt  dvärgstjärnor och att dessa stjärnor i allmänhet visar sig vara värdar för fler planeter än andra solar. De stora skivmassorna som Peter Panskivor är och dess långa existens (och täthet) kan vara en viktig ingrediens som gör att det finns fler planeter vid dessa solar." Där bildas fler planeter och där man ser dessa skivor ännu idag bildas blir det fortfarande fler (min anm.)

På grund av den specifika miljö som behövs för bildandet av dessa skivor antas det att de är mycket sällsynta.

En spännande upptäckt (min anm.) då det visar var det verkar finnas många planeter i ett solsystem sökning efter detta bör då ske i  solsystem där Peter Panskivor finns eller antas funnits.

Bild från vikipedia En Konstnärs intryck av AWI0005x3s (WISE J080822.18-644357.3). Ett stjärnsystem i riktning mot stjärnbilden Carina med Peter Pan skiva.

Saturnus måne Titan avlägsnar sig snabbare än man antaget.

Likt vår egen måne och troligast alla andra månar därute avlägsnar sig månen Titan från den planet där den finns som en satellit. I detta fall Saturnus. När en måne kretsar runt sin planet drar dess gravitation (tillsamman med solen) på planeten och orsakar en tillfällig utbuktning i planeten när den passerar (likt på Jorden där tidvattnet - ebb och flod sker).

Med tiden blir den energi som ger utbuktande och avtagande överföringar på planeten från  månen då månen knuffas allt längre och längre bort från sin planet som en effekt av gravitationen. Vår måne driver 3,8 centimeter bort från jorden varje år.

Forskarna trodde även att de visste hur snabbt månen Titan är på väg bort från Saturnus. Men det var fel i deras beräkningar som utgick från jordens och månens. Med hjälp av data från NASA: s rymdfarkost Cassini fann de att Titan driver bort snabbare än man tidigare förstått eller ca 11 centimeter per år.

Resultatet kan bidra till att lösa en urgammal fråga. Medan forskarna vet att Saturnus bildades för 4,6 miljarder år sedan då solsystemet bildades är osäkerheten stor om när planetens ringar och dess system med  62 kända  månar bildats. Titan är för närvarande 1,2 miljoner kilometer från Saturnus. Den reviderade graden av dess drift från Saturnus tyder på att månen från början var mycket närmre Saturnus än tidigare beräkningar.  Detta innebär att hela systemet runt Saturnus med ringar och månar expanderade snabbare än man tidigare trott.

"Detta resultat ger en viktig ny pusselbit för den mycket omdebatterade frågan om ålder på Saturnus system och hur dess månar bildats," säger Valery Lainey, huvudförfattare till det arbete som publicerades 8 juni i Nature Astronomy.

Det bör (min anm.) även ge forskare tankar på att inte jämföra takten med vår månes färd från jorden som utgångspunkt i avstånd då man undersöker andra månars från sina planeter oberoende av om de finns i vårt solsystem eller i något annat. Det finns inga givna svar på någonting i universum allt är unikt eller måste ses som att det kan vara unikt hur likt det än verkar det vi redan vet utifrån vad vi lärt från staters skolsystem eller vår omgivning.

Bild från vikimedia på Saturnus med månen Titan.

Partiklar mellan och i galaxerna är mindre istäckta än man tidigare ansett.

I universum är det på många platser  kallt och dammigt och gasfyllt. Molekylära moln från vilka stjärnor bildas innehållande gas (mest bestående av väte) och damm finns svävar omkring nya stjärnor vilkets material är grunden till nya planetsystem. Utöver det finns  nebulosor och mellan galaxerna små mängde av dammpartiklar. Några per kvadratmeter i tomrummet. 

Astrofysiker har länge förstått att ytorna på dessa damm- och gasmoln bestående av små molekylpartiklar första hand (små och större sten och gruskorn finns även) fungerar som platser för kemiska reaktioner som skapar ett brett spektrum av molekyler från vätgas till alkoholer av skilda slag. Kemikalier som är viktiga komponenter till sten och gasplaneter. De senaste decennierna har forskare antagit (inte vetat min anm.,) att dessa dammpartiklar är belagda med hundratals eller tusentals molekylskikt av is - inte bara fryst vatten utan också andra föreningar ex kolmonoxid, ammoniak och metan.

Nu har Alexey Potapov från Max Planck-institutet för astronomi och Friedrich-Schiller vid University of Jena, Tyskland med kollegor hittat bevis vid laboratorieexperiment att antagandet om tjockleken på detta islager troligen är fel. De gjorde upptäckten att tidigare forskning och teori antytt att vissa astrofysiska dammpartiklar kan vara mycket porösa och svampliknande i sin struktur och med mycket hög effektiv ytarea (mycket yta). Nya observationer antyder att mängden is för varje dammpartikel är beroende på om partikeln är mycket porös (en porös yta har fler ytor tänk på en dammtuss med alla dess prång) skulle den tillgängliga isen spridas ut i ett tunnare skikt på alla dessa ytor än vad som antagits tidigare och för en slät partikel med en mindre ytarea isen istället lägger sig i ett tjockare lager (här kan man tänka på ett gruskorn få sprickor och prång här). Tidigare antogs ett lager is på partiklarna av ungefär samma tjocklek runt om inte uppdelat beroende på ytor och porositet. 

Potapov antyder att det islager som bildas på vissa korn porösa sådana bara skulle vara en enda molekyl tjockt medan andra gruskornlika har tjockare islager. Denna uppskattning kommer från mätningar av ökningen av effektiv yta jämfört med en ickeslät yta. "Det är som att bre smör på en smörgås," säger Potapov. "Du får en tunnare men ett tjockare lager om brödskivan är plan och kompakt med  tät struktur," (till skillnad mot ett luftigt bröd med bucklig och hålig yta där du ska få smör in i alla håligheter det blir petgöra om man inte ser det som tidigare ett tjockt lager rätt över båda bröden ) När det gäller dammkorn existerar mycket av den ytan i de veckade hålen i det porösa materialet.

Detta resultat, tror forskarna, kan förändra mycket tänkande inom astrofysisk kemi. Möjligheten att kol- och silikatbaserade material av dammpartiklar påverkar  ytreaktioner vilket  antyder t att ett större antal molekyler kan bildas beroende på ytans och hastigheten för skedena  i olika reaktioner vilka då är  annorlunda än man tidigare trott.

 Några av de organiskt viktiga molekylerna som finns i planeter och kometer kan bildas på dessa ytor med mycket högre hastighet och effektivitet. Dessa kan inkludera vissa molekyler som tros delta i prebiotisk kemi, såsom formaldehyd  (en färglös gas) och ammoniumkarbonat (en slags salt). 

En ny kunskap som kan ge lite ny teoribildning av hur planeter bildas (min anm.).

Bild från vikimedia på carinanebulosan  vilken är en bra illustration på damm och gasmoln i universum. Mer om denna kan man läsa om här. 

Var 157:e dag ger FRB 121102 ifrån sig en radiostrålningsblixt.

Snabba radiovågsskurar så kallade FRB är millisekundlånga skurar av radiovågor i rymden vilka astronomer i några fall har kunnat spåra tillbaka till de galaxer varifrån de kom.

Men orsaken till skeendena är okända.

Vissa är enstaka de har avgetts en gång men inte upprepats (såvida inte de upprepas efter en lång tidsrymd vi ännu inte upptäckt min anm) medan andra upprepas efter en viss exakt tidsrymd som en klocka.

Exempelvis, tidigare i år upptäckte astronomer att en skur benämnd  FRB 180916.J0158 + 65 vilken hade ett mönster i skurtäthet som inträffade var 16,35 dag. Under fyra dagar visade signalen en skur eller två varje timme. Sedan skedde inget i 12 dagar därefter upprepades allt igen.

Nu har det upptäckts ett mönster i ett andra upprepande snabbt radiovågsutkast i en annan galax namngivet som FRB 121102. Under detta cykliska mönster avges korta radiovågor under 90-dagar följt av en tyst period på 67 dagar. Detta mönster upprepas i en period av157 dagar.

FRB 121102 har varit känd som en repeterande snabb radiovågsutsläpp sedan 2016. Nu vet man att detta mönster upprepas.

Enskilda radiovågskurar avges en gång i en galax och upprepas inte. Men upprepade snabba radiovågsskurar är kända för att skicka ut korta, energiska radiovågor flera gånger i nästintill exakt tidsintervall.

Ingen vet varför och vad som sker (min anm.) Kan det ha med gravitation nära ett svart håll och explosioner vid överbelastning av strålningsinfall i detta eller något annat som överbelastas som är anledningen till dessa utkast? Man kan se det som tillfälliga eller återupprepande av universums vulkaner men då av strålning och inte av massa. Källan går säkert att förstå men ännu kan vi inte ge svar på vad som överbelastas (vilket jag anser sker min anm.).

Bild från  på vintergatan från  piqsels.com ett tältläger någonstans.

Hubbleteleskopet sökte de första stjärnorna där de borde ses men där var tomt.

En grupp europeiska forskare ledda av Rachana Bhatawdekar från Europeiska rymdorganisationen bestämde sig för att hitta den svårfångade första generationens stjärnor genom att sondera efter ljus från från dessa (där det enligt teorin borde finnas) omkring 500 miljoner till 1 miljard år efter BigBang.

I arbetet använde de Hubbleteleskopet, NASA:s rymdteleskop Spitzer och det markbaserade Very Large Telescope vid European Southern Observatory. Härifrån användes data från gravitationslinskraften hos ett massivt förgrundsgalaxkluster (det fungerar som en gigantisk förstoringslins i rymden) för att hitta ljus från avlägsna bakgrundsgalaxer 10 till 100 gånger ljussvagare än någon tidigare observerat.

Tyvärr fann teamet inga bevis för en första generations Population III stjärnor (namnet på den första generationens stjärnor) i detta kosmiska tidsintervallet. Resultaten är ändå viktiga eftersom de visar att stjärnor måste ha bildats ännu tidigare efter BigBang än man tidigare trott.

Tidsepoken 500 miljoner år till 1 miljard år efter BigBang är för långt fram i tiden efter BigBang för att finna det man söker (om detta finns min anm.). Vi vet inte när eller hur de första stjärnorna och galaxerna i universum bildades. Resultat tyder också på att den tidigaste bildningen av stjärnor och galaxer inträffade tidigare än vad som kan undersökas med rymdteleskopet Hubble.

Detta lämnar ett spännande område öppet för den kommande NASA / ESA / CSA James Webb Space Telescope - att leta efter de  första stjärnorna. Något vi inte förstår eller kan föreställa oss tidsmässigt söks och kan bekräftas eller förfalskas (kanske) med det kommande James Webbteleskopet. Men vad ska vi tro om inte heller detta teleskop finner något därute? 

Min undran är även varför man inte fann ljus efter några stjärnor alls. Kan det finnas stjärnor tidigare än 500 miljoner efter BigBang när det inte fanns några stjärnor alls att se här? Min teori är att de fanns men så svagt lysande från oss sett att vi inte kunde upptäcka dem med de teleskop vi idag förfogar över. Alternativt är det så gasfyllt och dammigt att ljus inte släpps igenom.

Bild från  pixabay.com en fantasi men spännande sådan ut i universum.

En gång för länge sedan hade troligen Mars en ring

Forskare från SETI Institute och Purdue University har funnit att det enda sättet att förklara månen Deimos ovanligt lutande omloppsbana vid Mars är  att Mars för flera miljarder år sedan hade en ring.

Medan några av de stora planeterna i vårt solsystem har jätteringar och många stora månar (ex Saturnus väl synliga) har Mars bara två små, missbildade månar, Phobos och Deimos. Dessa månar är små med svårförklarliga banor. Banor som visar på ett märkligt förflutet. Deimos lutande omloppsbana visar på en händelse för länge sedan.

En ny idé som förklaring till denna händelse lades fram 2017 Matija Cuk, en forskare vid SETI Institute av Cuks medförfattare David Minton, professor vid Purdue University och hans dåvarande doktorand Andrew Hesselbrock. Cuk själv var huvudförfattare till det arbetet.

Hesselbrock och Minton noterade att Mars inre måne, Phobos håller på att förlora höjd och närmar sig Mars. Snart, (i astronomiska termer) kommer Phobos omloppsbana att sjunka till en nivå där Mars gravitation kommer att dra isär den för att av resterna få en ring runt planeten. Phobos blir med andra ord en sten och grusmassa i en ring runt Mars.

Hesselbrock och Minton föreslog i arbetet att under miljarder år generationer av Mars månar förstörts i denna form av ringar. Varje gång har sedan materialet i n ringen gett upphov till en ny mindre måne och händelseförloppet upprepades igen över tid.

Denna teori förklarar Deimos lutning då denna störs varje gång av händelsen. En nyfödd måne skulle flyta bort från ringen och Mars likt ex månen avlägsnar sig från Jorden. Men på grund av Deimos bana som störs blir effekten öven tid att nästa Phobos åter dras in mot Mars och allt återupprepas igen. Hur nästa Phopos eller tidigare Phobos sett ut vet vi inte men säkert har de alla fått och får udda former.

 En utåtgående måne strax utanför ringarna kan stöta på en så kallad orbital resonans. Deimos omloppsbaneperiod är tre gånger högre än Phobos.

Månen Deimos är miljarder år gammal medan Cuk och dennes medarbetare tror nuvarande Phobos är ca 200 miljoner år gammal.

Dessa teorier kan dock förfalskas om ett par år när den japanska rymdorganisationen JAXA planerar att skicka en rymdfarkost till Phobos 2024 för att samla in prover från månens yta och föra dem tillbaka till jorden. Då först kan vi få mer bevis på att ovanstående stämmer eller inte stämmer alls.

Cuk är hoppfull om att detta kommer att ge oss fasta svar om den skumma förflutna Mars månar.

Bild från  från vikipedia på Mars månar Deimos och Phobos.