Varför skiljer sig gasinnehållet åt i Vintergatan?

 

Galaxer består stjärnor som bildats av gas som kondenseras i det intergalaktiska mediet som till största delen består av väte och något helium.

Denna gas innehåller inte metaller till skillnad från gasen i galaxerna (mellan stjärnorna) I astronomi kallas alla kemiska element tyngre än helium "metaller", även om de är atomer i gasform. Galaxer drivs av gas som faller in utifrån vilket föryngrar dem då det ger möjlighet till ny stjärnbildning. säger Annalisa De Cia, professor vid institutionen för astronomi vid UNIGE:s vetenskapsfakultet och författare till en ny studie i ämnet.

Samtidigt bränner stjärnor väte som driver dem och då  bildas andra element genom nukleosyntes. 

 

När en stjärna nått slutet av sitt liv exploderar den beroende av storlek till en supernova eller sväller ut som en röd jätte och slungar ut de metaller den har producerat såsom järn, zink, kol och kisel. Dessa atomer som då är i gasform kan sedan kondensera till damm särskilt i de kallare, tätare delarna av galaxen.

Då Vintergatan bildades för mer än 10 miljarder år sedan fanns där inga metaller. Sedan berikade stjärnorna gradvis miljön genom explosioner i slutet av sin existens med metaller som uppstått vid kärnfusion säger De Cia. När mängden metaller i denna gas når den nivå som finns i solen talar astronomer om solmetallitet.

Under 25 timmar observerade forskare atmosfären hos25 stjärnor med Hubbleteleskopet och teleskop (VLT) i Chile. Damm kan dock inte ses med dessa spektrografer även om det innehåller metaller. Annalisa De Cias team har därför utvecklat en ny observationsteknik. "Det handlar om att ta hänsyn till gasens och dammets totala sammansättning genom att samtidigt observera flera element som järn, zink, titan, kisel och syre", förklarar Genèveforskaren. " Då kan vi spåra mängden metaller som finns i dammet och lägga till det som redan kvantifierats av de tidigare observationerna för att få totalsumman."

 

Tack vare denna dubbla observationsteknik har astronomerna funnit att Vintergatans miljö inte är homogen utan att några av de studerade områdena bara når upp till 10 % av sol metallicitet. – Den här upptäckten spelar en nyckelroll i utformningen av teoretiska modeller för bildandet och utvecklingen av galaxer, säger Jens-Kristian Krogager, forskare vid UNIGE:s astronomiavdelning.

Kan den mindre mellaliciten bero på att färre stjärnor i vissa områden inte nått fram till den åldern så de blivit supernovor eller röda jättar och det helt enkelt här har skett mindre explosioner och därmed mindre gas i form av metallatomer släppts ut (min anm.).

En arrangerad bild   på Vintergatan från vikimedia.

Hubbleteleskopet upptäckte åldrande vita dvärgar

 

Detta är solens framtid. När bränslet tagit slut eller är nära slutet sväller solen upp till en röd jätte och slukar bland annat Jorden därefter blir solen en: Citerar här vikipedia "En vit dvärg vilket är en stjärna som varit normalstor men kollapsat till en dvärgstjärna med mycket liten storlek efter att den gjort slut på sitt kärnbränsle. En typisk vit dvärg har en radie som är 1 procent av solens, men den har grovt räknat samma massa. Detta motsvarar en täthet på cirka 1 ton per kubikcentimeter". Ungefär 98 % av alla stjärnor i universum kommer i slutändan att sluta som vita dvärgar, inklusive vår egen sol.

  

Nu har nya observationer från Rymdteleskopet Hubble visat att det finns vita dvärgar där fortfarande en kärnfusion fortsätter ytan, Detta genom återstående vätebränsle som samlats där.  Denna upptäckt kan få konsekvenser för hur astronomer mäter stjärnhopars åldrar som innehåller de äldsta kända stjärnorna i universum.

Upptäckten utmanar den utbredda synen på vita dvärgar som inerta, långsamt kylande utbrända stjärnor där kärnfusionen har upphört. En internationell grupp astronomer har nu upptäckt de första bevisen på att vita dvärgar kan sakta ner sin åldrande genom att bränna väte på sina ytor. "Vi har de första observationerna som bevisar att vita dvärgar fortfarande kan genomgå stabil termonukleär aktivitet", säger Jianxing Chen vid Studiorum Università di Bologna and the Italian National Institute for Astrophysics vilken ledde forskningen och tillägger. "Detta var en överraskning, eftersom det strider mot vad man vanligtvis tror."

För att undersöka fysiken som ligger till grund för vita dvärgutveckling jämförde astronomer svalnande vita dvärgar i två massiva samlingar av stjärnor. De klotformiga kusterna 

Messier 3 som finns i riktning mot stjärnbilden Jakthundarna och  Messier 13 som finns i riktning mot stjärnbilden Herkules.

Dessa två kluster delar många fysiska egenskaper som ålder och metallicitet (överflöd av tyngre element) men populationerna av stjärnor i dem som så småningom kommer att ge upphov till vita dvärgar är olika. Detta gör M3 och M13 tillsammans till ett perfekt naturligt laboratorium för att testa hur olika populationer av vita dvärgar svalnar. "Den fantastiska kvaliteten från våra Hubble-observationer gav oss en fullständig bild av stjärnpopulationerna i de två klotformiga klustren", fortsatte Chen. "Detta gjorde det möjligt för oss att kontrastera hur stjärnor utvecklas i M3 och M13."

 

De använde Hubbles WFC3 - Wide Field Camera 3 då https://esahubble.org/about/general/instruments/wfc3/

teamet observerade M3 och M13 på ultravioletta våglängder för att därefter jämföra mer än 700 vita dvärgar i de två klustren. De fann att M3 innehåller ordinära vita dvärgar där kärnorna svalnar över tid. M13 däremot innehåller å andra sidan två populationer av vita dvärgar: vita dvärgar av standardkvalitet (där kärnan svalnar ner) och de som har lyckats hålla kvar ett yttre vätehölje så att de brinner längre och därmed svalnar långsammare. Det är de senare forskarna vill förstå mer för att kunna göra en korrekt åldersbestämning av dessa objekt som vid en snabb blick kan lura oss att de är yngre än de är.

Bild vikipedia på Stjärnan Sirius A (mitten) och den vita dvärgen Sirius B (nedanför till vänster). Bilden tagen av Hubbleteleskopet

Kineserna önskar bygga ett 1000 meter långt rymdskepp.

 

Kina undersöker nu möjligheten att bygga ultra-stora rymdfarkoster som är upp till 1 kilometer långa. Projektet är en del av  ett forskningsförslag från National Natural Science Foundation of China en finansieringsbyrå som förvaltas av landets ministerium för vetenskap och teknik. I en forskningsöversikt som publicerades på stiftelsens webbplats beskrevs sådana enorma rymdskepp som en viktig strategisk flygutrustning vid framtida användning av rymdresurser, utforskning av universums mysterier och långsiktigt boende i omloppsbana.

Kanske är de början till framtida stjärnskepp. Man får tankar till både den gäckande Oumuamua 

och till Isac Asimovs boktriologi Stiftelsen från 1940-talet för att inte säga L. Ron Hubbards sf-bok Återkomst till morgondagen från 1954.

För att läsa mer om planerna se denna länk.      

Bild maxpixel.com på ett rymdskepp som visserligen bara finns i fantasin men det kinesiska finns inte på bild så detta får duga som illustration på hur ett större skepp kan se ut.

I rymden finns ett objekt kallat The Accident vilket nu undersöks

 

Astronomer har tagit den första detaljerade titten på ett mystiskt objekt i Vintergatan som kallas " The Accident ".

The Accident är inte en vanlig stjärna (forskare har upptäckt att det inte finns någon kärnfusion i objektet). Men det är inte heller en planet. Enligt en  ny studie publicerad 30 juni i The Astrophysical Journal Letters är The Accident något däremellan – en så kallad brun dvärg en misslyckad stjärnstjärnbildning.

Bruna dvärgar kan vara upp till 80 gånger större än Jupiter. Astronomer misstänker att dessa objekt börjar som stjärnor men ackumulerar inte tillräckligt med massa för att upprätthålla en kärnfusion i sina kärnor; Istället svalnar de långsamt under miljoner eller miljarder år tills de bara ger en röd eller lila glöd.

Fastän bruna dvärgar är alldeles för ljussvaga för att ses med blotta ögat har forskare upptäckt cirka 2 000 sådana objekt i Vintergatan med hjälp av infrarödsökande teleskop ex NASA: s Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). The Accident hittades under en  NEOWISE-undersökning. 

The Accident som den namngavs förbryllade forskarna. Den sågs ut som en typisk brun dvärg. Detta då objektet sågs svagt i vissa infraröda våglängder vilket tyder på att det var en mycket kall och gammal brun dvärg. Men den strålade starkt på andra våglängder vilket indikerar att det var en varm, ung brun dvärg.

Denna motsägelse förbryllade astronomerna och de undersökte därför objektet med NASA: s Rymdteleskop Hubble och Spitzer liksom det infraröda teleskopet vid W.M. Keck Observatory på Hawaii. Med de data de då fick fram upptäcktes att The Accident var ännu konstigare än detta. För det första rör den sig snabbt däruppe betydligt snabbare än liknande objekt.

The Accident finns cirka 50 ljusår från jorden och rör sig med en hastighet genom Vintergatan av cirka 800000 km/h vilket är mycket snabbare än en typisk brun dvärgs rörelsehastighet . Enligt astronomerna innebär detta sannolikt att The Accident är mycket gammal och har knuffats runt av gravitationen från större föremål i miljarder år vilket accelererat dess rörelseenergi.

Innehållet i objektets atmosfär är också förbryllande. Baserat på våglängderna av infrarött ljus som avges av The Accident upptäckte astronomerna att objektet har ett lågt innehåll av metan. Metan är annars en vanlig gas i bruna dvärgar med temperatur som den  påThe Accident, säger forskarna.

Sammantaget tyder det på att The Accident är en exceptionellt gammal och mycket kall brun dvärg som bildades när galaxens innehåll var bristfälligt på metan. Detta gör objektet mer än dubbelt så gammalt som medianåldern för alla andra kända bruna dvärgar. "Det är ingen överraskning att hitta en brun dvärg så  gammal men det är en överraskning att hitta en i Vintergatan", säger studiens medförfattare Federico Marocco, astrofysiker på Caltech. – Vi förväntade oss att så här gamla bruna dvärgar skulle finnas men vi förväntade oss  att de skulle vara otroligt sällsynta. Chansen att hitta en så nära vårt eget solsystem kan vara ett lyckligt sammanträffande eller så säger det oss att de är vanligare än vi tror.

Man kan tänka sig att så gamla objekt borde vara miljarder ljusår bort men så är det inte (min anm.). Det kan tyda på att galaxerna är alla av ungefär samma ålder och det är ingen motsägelse till universums expansion, tvärtom.

Bild pxhere.com

Skräp saknas från planetbildningen i solsystemet

 

Då solsystemet bildades för ca 4 miljarder år sedan skedde det genom att från början heta små planeter och sten kolliderade vilket ökade omfånget på en av kropparna . I kaoset konstruerades ex Mars, Jorden och Venus.

Men materialet som frigjordes från dessa våldsamma kollisioner (det som studsade bort) tros allmänt ha försvunnit i form av små asteroider och samlats i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. En del försvann in i solen och annat i utplånades i ytterligare nedslag.  

Men asteroidbältet verkar inte innehålla tillräckligt av detta nedslagsskräp enligt forskare. Från Arizona State University's School of Earth and Space Exploration, tidigare NewSpace har två forskare Postdoctoral Fellow Travis Gabriel och doktorand Harrison Allen-Sutter undersökte denna diskrepans och skapade avancerade datorsimuleringar av kollisionerna med överraskande resultat.

"De flesta forskare fokuserar på de direkta effekterna av påverkan, men skräpets natur har inte teoretiserats", säger Allen-Sutter.

Istället för att skapa stenigt skräp vid ut studsandet visade datasimuleringar av händelseförloppet att kollisioner mellan planeter och sten förångar en del sten till gas. Till skillnad från fast och smält skräp försvinner denna gas ut från solsystemet vilket förklarar att det finns få spår av dessa planetbildningshändelser enligt ovan resonemang.

Gas kan lätt försvinna i tomheten däruppe (min anm.) men säkert försvann mycket av bitarna från kollisionerna även in i asteroidbältet eller in i solen. Allt beroende av hur stora bitar som slogs itu vid kollisionerna dess hastighet, riktning och vad de bestod av.

Bild vikipedia.

Ett nytt slag av supernova upptäckt.

 

Astronomer har hittat bevis på ett nytt slag av supernova orsakad av att en slocknad stjärna kolliderat med en stjärna.

Supernovor är enorma explosioner som kan inträffa när en stjärna gjort slut på sitt bränsle. En supernova är en exploderande eller resterna efter en exploderad stjärna. Citerar från vikipedia: Supernovorna hör till de våldsammaste händelserna i universum. I en supernova utvecklas oerhörda mängder energi som lämnar reststjärnan i form av enorma neutrinoflöden, gasmassor och strålning, vilket gör att de under en viss tid kan lysa upp till hundra miljarder gånger starkare än vår sol. (slut citat).

I årtionden har forskare känt till två slags supernovatyper. Större stjärnor, mer än 10 gånger solens massa som kollapsar när kärnan bränt ut allt bränsle vilket gör att det yttre lagret exploderar och lämnar efter sig stjärnskräp alternativt blir  neutronstjärnor även kallade svarta hål.

 Däremot brinner stjärnor med mindre än åtta gånger solens massa ut med tiden och lämnar efter sig en tät kärna som kallas vit dvärg (något som blir solens framtid). De flesta stjärnor med åtta eller fler solmassor i banor nära en annan stjärna antas  sluta som supernova om ena stjärnan bränner ut sitt bränsle och i en framtid kraschar in i den stjärna som är kvar (vilken då bör vara en mycket stor stjärna som själv slutat som en supernova). Då utlöses åter en supernova i form av ett starkt röntgenutsläpp.

De större stjärnorna i dessa par kan även först försvinna som en supernova och dess rester som spiralformat skräp komma in mot sin stjärnföljeslagare  i form av en neutronstjärna eller ett svart hål. Detta kan utlösa supernovor.

Astronomer kan nu ha upptäckt tecken på en kärnkollapsad supernova orsakad av en sådan sammanslagning.  Data från Very Large Array (VLASS),  ett projekt för att skanna natthimlen med syfte att upptäcka radioexplosioner, använde forskare data från en mycket ljus radioflare som kallad VT J121001 +4959647  som inträffade 2017. "Platsen är förknippat med den starkaste supernova som någonsin upptäckts", säger astronom Don som arbetar vid ovanstående observatorium.

 Genom radio- och optisk analys och uppföljning har forskare upptäckt att radioutstrålning  kommer från stjärnor omgivna av tjocka, täta gasskikt.

Bild pxhere.com

Hur uppstod formationerna på asteroiden Vesta?

Vesta är den näst största asteroiden i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Endast Pallas är större och Ceres men denna är klassificerad som en dvärgplanet.

Dawn var en rymdsond som sköts upp av NASA i september 2007 med uppdraget att studera Vesta och Ceres.

Vesta har liksom jorden en skorpa av sten och en mantel av järn. "Vesta var en gång troligen på väg att bli en jordliknande planet, men planetbildningsprocessen stannade av  tidigt i vårt solsystems historia", säger Klimczak. "Därför är studier av Vesta intressanta för att förstå den första tiden då planeter skapades i vårt solsystem då även Jorden bildades."

Klimczak är forskare och medförfattare till en ny studie vid univesity of Georgia där man undersökt de två storskaliga tråg (nedslagsbassängerna) på Vesta. Vesta träffades av två stora asteroider under en tidsperiod som lämnade stora nedslagskratrar på ytan. Kratrar så stora att de täcker större delen av Vestas södra halvklot. Vid nedslagen tros stenigt material ha kastats långt ut i rymden. Några av dessa stenar nådde jorden som meteoriter.

 "Stenars egenskaper påverkas av miljöförhållanden som omgivande påfrestningar och närvaron av vatten", säger Jupiter Cheng, doktorand vid institutionen för geografi och medförfattare till studien. "Eftersom Vesta är mycket mindre än jorden och månen finns  här en svagare gravitation som resulterar i att sten deformeras annorlunda vid en asteroidträff på Vesta  än på jorden."

Genom att studera sten som deformerats vid nedslaget och formationerna hoppas man förstå mer av hur vårt planetsystem en gång bildades.

Studien presenterades vid Europeiska geovetenskapliga unionens generalförsamling 2021.

Bild från vikipedia på Vesta.