Ny forskning hoppas ge svar på om universum är lika stort i alla riktningar

 

Fysiker har länge antagit att universum är ungefär lika stort i alla riktningar och har nu de hittat ett nytt sätt att testa den hypotesen: genom att undersöka skuggan av ett svart hål.

Om den skuggan är lite mindre än befintliga fysikteorier förutspår i någon riktning kan det bidra till att bevisa det som kallas en  bumblebee gravitation som beskriver vad som skulle hända om till synes perfekt symmetri i universum inte är så perfekt trots allt.

 Om forskarna kan hitta ett svart hål med en sådan osymmetrisk skugga skulle det öppna dörren för en helt ny förståelse av gravitation och kanske förklara varför universum expanderar allt snabbare. Kom ihåg att första bilden någonsin av ett svart hål (M87) togs av Event Horizon Telescope för bara ett år sedan? Det spöklikt vackra, mörka tomrummet i mitten av den ljusa ringen var faktiskt det svarta hålets "skugga", den region som sög i sig allt ljus bakifrån och runt den.)

 

För att göra datamodellen de arbetar efter så realistisk som möjligt placerade teamet ett svart hål i bakgrunden av ett universum som accelererade i sin expansion (exakt som det vi observerar) och trimmade nivån av symmetribrott för att matcha beteendet hos mörk energi som forskare antar finns.

 

De fann att, i detta fall, ett svart håls skugga kan visas upp till 10 % mindre än det skulle i en "normal gravitation". Den fysik vi accepterat att universum expanderar lika mycket i alla riktningar och med samma hastighet skulle då inte stämma.

Medan den nuvarande bilden av ett svart hål se Messier 87 är för luddigt för att se skillnaden (om den finns) görs försök för att ta ännu bättre bilder av svarta hål. Svaret är högintressant (min anm.) för att vi ska förstå mer av vad vi ska söka efter i vår verklighet. En verklighet vi enbart har teorier om.

Bild från vikipedia av det svarta hålet i Messier 87. Taget av Event Horizon Telescope.

Magnetarers magnetism i förhållande till sin storlek är svår att förstå.

 

Bortsett från svarta hål är troligen magnetarer de mest extrema stjärnorna i universum. Med en diameter som är mindre än längden på Manhattan i New York innehåller de mer massa än vår sol och utsöndrar ibland och sporadiskt de största magnetfältet av alla kända objekt – mer än 10 biljoner gånger starkare än en kylskåpsmagnet och snurrar runt sin axel med några sekunders mellanrum.

 

En magnetar är en typ av neutronstjärna. En rest av en supernovaexplosion. Magnetarer är så starkt magnetiserade att även blygsamma störningar i magnetfältet kan orsaka utbrott av röntgenstrålning som håller på sporadiskt i veckor eller månader och kan upptäckas från jorden fast källan ligger miljarder ljusår bort.

Dessa kompakta stjärnor tros också vara källan till vissa typer av korta gammablixtar (GRBs) blixtar av mycket energirik strålning som har förbryllat astronomer sedan de först upptäcktes på 1970-talet. Flera av dessa gigantiska magnetarers flares har upptäckts i Vintergatan. Men eftersom de är så intensiva att de mättar detektorer, och observationerna i galaxen skyms av damm har rymdforskaren Kevin Hurley vid University of California, Berkeley och ett internationellt team av astronomer letat efter samma utbrott i galaxer utanför vår egen Vintergatan.

 

Insatsen har lönat sig. En kort gammablixt som upptäcktes den 15 april förra året från en galax 11,4 miljoner ljusår bort visar en tydlig signatur som Hurley tror kan hjälpa astronomer att lättare hitta magnetarskurar och slutligen samla in de data som behövs för att kontrollera de många teorier som förklarar magnetarer och deras gammastrålningsbloss. Se denna länk från NASA där mer information om forskningen finns och en film som visar utbrottet.

De flesta av dessa utbrott varar mindre än cirka två sekunder och kallas då korta GRBs: Dessa inträffar när ett par neutronstjärnor kretsar spiralformat in i varandra och går samman. Astronomer bekräftade detta scenario för åtminstone några korta GRBs under 2017 när en bristning följde ankomsten av gravitationsvågor som ringar i rumtiden vilket producerades när neutronstjärnor gick samman 130 miljoner ljusår bort.

En spännande händelse men vi förstår inte allt om detta fenomen som magnetarer innebär. Se (min anm.) länken ovan där mer beskrivs av fenomenet och hur man arbetar vidare för att förstå.

Bild från vikipedia på en konstnärs uppfattning om en magnetar med magnetfältslinjer.

Exoplanet KOI-5Ab finns därute enligt ny analys av data från nedlagda Keplerteleskopet.

 

Astronomer har nu efter 11 år kunnat bekräfta att det nedlagda rymdteleskopet Kepler hade rätt.  KOI-5Ab existerar därute. En planet med storlek som Saturnus och en omloppstid runt sin sol på fem dagar. Redan 2009 visade Kepler att det troligen var en planet som hittats. Men signalen var osäker och kunde likväl vara en störning från omgivande stjärnor därute.

 

Den svårfångade främmande världen var den andra "kandidaten" som någonsin identifierats av Kepler, som jagade planeter under 2009 till 2018. Kepler använde "transitmetoden", och sökte efter den dämpning av ljusstyrka som orsakas när främmande världar korsar stjärnornas framsida ur rymdfarkostens perspektiv och då ger en ljusdämpning lokalt på stjärnan. Kepler var otroligt produktiv. Nästan två tredjedelar av de cirka 4 300 kända exoplaneterna upptäcktes av Kepler och i analys av teleskopets enorma dataset fortsätter det att dyka upp nya fynd. De planeter Kepler upptäckte gavs alltid beteckningen med ett K i början av sitt namn.

 

KOI-5Ab finns cirka 1800 ljusår från jorden i stjärnbilden Svanen. KOI-5Ab var ännu mer komplicerad än forskare insåg vid den tidpunkten för att säkert bekräftas som planet. År 2014 hade Ciardi och andra forskare fastställt att KOI-5-systemet har tre stjärnor. Och det var fortfarande inte klart om KOI-5Ab existerade eller om 2009 signalen genererades av en av dessa stjärnor.

 

KOI-5Ab kom tillbaka i rampljuset tack vare Keplers efterträdare, NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) som lanserades 2018. TESS upptäckte också en signal i KOI-5-systemet genererad av en potentiell planet med en omloppsperiod på fem jorddagar. KOI-5Ab bekräftades då som en planet en som är ungefär hälften så massiv som Saturnus.

Kepler var en lyckad satsning (min anm.) men likt allt annat finns en gräns för livslängd för allt människor producerar eller av mänskligt liv överhuvudtaget.

Bild från vikipedia på det numera avstannade Keplerteleskopet vilket upptäckte en hel del exoplaneter under dess tid det var i drift mellan 2009-2018.

Sökning efter en unik gravitationssignal i tid och rum.

 

En unik signal från en gravitationsvåg de kraftfulla krusningar som går genom universum och tid har upptäckts. De nya rönen om denna upptäckt publicerades i The Astrophysical Journal Letters. Forskningen kommer från ett amerikanskt och kanadensiskt projekt som kallas North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) vilket existerat i 13 år.

Man söker gravitationssignaler  vilkas effekt kan spåras med hjälp av  dussintals pulsarer spridda över hela Vintergatan. Dessa pulsarer sammanlagt kan ses som ett jättestort teleskop då de används i sökandet.

Det är vad forskarna kallar det stadiga fluxet av gravitationsstrålning som, enligt teorin, sveper över jorden i en konstant basis är den källa man söker. Teamet har ännu inte preciserat målet men det börjar närma, säger Joseph Simon, astrofysiker vid University of Colorado Boulder och huvudförfattare till den nya rapporten."Vi har hittat en stark signal i vår datainsamling," säger Simon.

"Men vi kan inte säga vad som är gravitationsvågens bakgrund." Att upptäcka ett bakgrundsljud (gravitationsvågens riktning eller källa) skulle vara en stor vetenskaplig prestation och öppna ett nytt fönster till universum, tillade han. Dessa vågor skulle exempelvis kunna ge forskarna nya verktyg för att studera hur de supermassiva svarta hålen i centrum av många galaxer dras samman med tiden.

 

"Dessa lockande första antydningar om en gravitationsvågbakgrund tyder på att supermassiva svarta hål sannolikt går samman och att vi guppar i ett hav av gravitationsvågor porlande från supermassiva svarta hålsfusioner i galaxer över hela universum," säger Julie Comerford, docent i astrofysiker och teammedlem vid CU Boulder och NANOGrav. För att hitta den subtila signal som visar på den våg som genomsyrar alltet och visar på detta strävar NANOGrav-teamet efter att observera så många pulsarer som möjligt så länge som möjligt. Hittills har gruppen observerat 45 pulsarer i minst tre år i vissa fall i över ett decennium.

 

Det hårda arbetet verkar löna sig. I sin senaste studie har Simon och hans kollegor rapporterar att de har upptäckt en tydlig signal i sina data: Någon gemensam process verkar påverka gravitationsvågen som kommer från pulsarerna.

 

"Vi gick genom var och en av pulsarerna en efter en. Jag tror att vi alla förväntade oss att hitta några  feldata, " sa Simon. "Men sedan gick vi igenom alla data och vi sa, 'Herregud, det finns faktiskt något här.'"

 

Forskarna kan fortfarande inte säga säkert vad som orsakade signalen. Men pulsarerna kan ses som ett stort rymdteleskop i detta sammanhang då de tillsammans kan ge en bild av vad som gav signalen, riktningen i vilket fall, om den nu inte kom från alla håll samtidigt i en avlägsen tid kanske från BigBang (min anm)

Bild från pxhere.com en undrande blick mot det ofattbara universum.

4 Prioriterade uppdrag NASA nu vill få igång.

 

NASA har nu valt fyra småskaliga astrofysiska uppdrag för vidare konceptutveckling i ett nytt program som kallas Pioneers. Genom små satelliter och vetenskapliga ballonger ska  nya plattformar konstrueras för att utforska kosmiska fenomen som galaxevolution, exoplaneter, högenergi-neutriner och neutronstjärnfusioner. Nedanstående projekt.

 

Aspera blir en liten satellit som kommer att studera galaxers evolution. Detta genom observationer i ultraviolett ljus för att undersöka het gas i utrymmet mellan galaxerna och inflödet och utflödet av gas från galaxer.

 

Pandora blir också den en mindre satellit som ska studera 20 stjärnor och deras 39 exoplaneter i synligt och infrarött ljus. Detta syftar till att lära att skilja signalerna (spektrumet) från stjärnor och planeters atmosfärer.

 

StarBurst är en annan liten satellit  som ska upptäcka energirika gammastrålar från händelser som sammanslagningar av täta stjärnrester så kallade  neutronstjärnor. Detta ska ge värdefull inblick i sådana händelser som kan upptäckas från gravitationsvågor observerade från jorden. Dessa händelser är de där de flesta av tungmetallerna i universum såsom guld och platina bildas.

 

PUEO är ett ballonguppdrag där ballongen lyfter från Antarktis med uppdrag att upptäcka signaler från ultrahög energi så kallade neutriner. Partiklar som innehåller värdefulla ledtrådar om den starka energin i astrofysiska processer, inklusive skapandet av svarta hål och neutronstjärnors fusioner. Neutriner färdas ostört genom universum och transporterar information om händelser miljarder ljusår bort.

 

För att veta vilka som leder vart och ett av dessa projekt följ länken från NASA här. 

 

Bild från pixabay.com på NASA emblem

Har en tekniskt avancerade utomjordisk farkost redan besökt oss?

 

Astrofysiker Avi Loeb vid Harvard  anser sig ha hittat goda bevis för att främmande teknik besökt oss eller vad som kan ses som främmande sopor men alla forskare tar inte hans idéer på allvar.   I sin nya bok "Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth beskriver han: ”Det första tecknet på intelligent liv bortom jorden" (förlag Houghton Mifflin Harcourt), publiceringsdatum 26 jan 2020.

 

 Den märkliga interstellära besökaren som har kallats 'Oumuamua ett cigarr- eller skivformat föremål som susade genom vårt solsystem 2017 är det han anser vara besökaren eller soporna från en främmande intelligens. När 'Oumuamua blixtrade genom solens grannskap 2017 fick forskarna bara en kort titt på det eftersom det rörde sig igenom så snabbt och kom överraskande.

Men observatörer hann likväl notera flera anomalier. Loeb publicerade en artikel 2018 med argumentet att observationerna visade att det inte var troligt att det var ett naturligt  objekt: då det var en bred, supertunn skiva som troligen framdrevs av solljus. Dess hastighet var 26 kilometer per sekund.

Loeb har konsekvent försvarat denna idé under åren även sedan flertalet vetenskapliga samfundet håller fast på uppfattningen att objektet förmodligen var naturligt (obs läs förmodligen inte säkert min anm.). Den anomali Loeb ser som viktigast var att Oumuamua tycktes accelerera när den flyttade sig bort från solen. En rymdsten som rör sig enbart på grund av gravitationen gör inte detta. Dock kan en komet göra detta då dess gas förångas av solens värme och ger fart genom detta.

 Men vid eller på Oumuamua sågs inte ett spår av gas som ledde bort från objektet vilket kan förväntas i kölvattnet från en komet.  Oumuamua kanske inte har skickats avsiktligt till solsystemet skriver han. Istället kan det vara soporna från en civilisation som producerar ett enormt antal maskiner som driver värdelöst genom rymden – motsvarigheten till teknologiskt skräp eller e-avfall från jorden.

 Under åren har vissa forskare erbjudit alternativa förklaringar till Oumuamuas anomalier. Kanske är det ett "kosmiskt dammoln" gjord av  fluffiga, ultralätta material och tillräckligt lätt för att drivas av solljus likt ett lätt segel. Kanske är det en komet av nästan rent väte som släpper ut molekyler som är osynliga för teleskop. Loeb har skarpt kritiserat dessa förklaringar. Nu säger han att han uppskattar att många i dag ser Oumuamua som ett djupt mysterium.

Själv är jag öppen för vilken tolkning som helst (min anm,) och är undrande över vad det var.

Bild från vikimedia på hur Oumuamua ser eller såg ut. På denna sida i vikipedia finns en illustration på objektets kurs genom solsystemet. Jag får tanken att den styrts in på denna kurs och taget hjälp av vår sol för acceleration och kursändring.

En brun dvärgstjärna där jetströmmarna sveper.

 

Luhman 16 (WISE 1049−5319)  är en stjärna i stjärnbilden Seglet på den södra stjärnhimlen. Det är en dubbelstjärna där båda är bruna dvärgstjärnor. En brun dvärg är en misslyckad stjärnbildning här har aldrig kärnfusionen kommit igång. Den kan ses som stadiet mellan gasplanet och stjärna.

Luhman 16  är den bruna stjärna (egentligen dubbelstjärna och egentligen inte stjärna) som finns närmast vårt solsystem 6,5 ljusår bort. Här viner liksom på gasplaneten Jupiter starka jetströmmar och stormar.

Då bruna dvärgar inte genererar sitt eget ljus är de svåra att iaktta. Det är därför inte mycket känt om den atmosfäriska dynamiken hos dessa.

"Vi undrade om bruna dvärgar liknar Jupiter med sina bälten och band formade av stora, parallella, längsgående jetströmmar av stormvindar eller domineras av ett ständigt föränderligt mönster av gigantiska stormvirvlar likt de som finns på Jupiters poler?" säger huvudförfattaren Daniel Apai i en ny rapport. Apai är docent i astronomi vid University of Arizona. Resultatet av studien visade att Jupiter-liknande band fanns runt Lohmar 16b.  Den bruna dvärg av dubbelsystemet som kunde iakttas.

Vindmönster och storskalig atmosfärisk cirkulation har ofta djupgående effekter på planetariska atmosfärer som jordens klimat till Jupiters utseende och nu vet vi att sådana storskaliga atmosfäriska händelser också formar bruna dvärgatmosfärer, säger Apai. För att förstå hur undersökningen gick till och hur vindarna ser ut se denna länk där en kort film visar detta. 

En sammanställning av den svagare komponenten i dubbelstjärnsystemet (två bruna dvärgar så kallade misslyckade stjärnor), Luhman 16b. Bild från Vikipedia.