Athena bör hitta ny kunskap om utflöden från svarta hål

 

Vissa galaxer har ett aktivt svart hål i centrum varifrån kraftfulla utflöden av gas sker (inte Vintergatans). Ännu har vi inte mycket kunskap om varför detta sker.

 ESA:s är ett framtida röntgenuppdrag där Athenateleskopet kommer att förändra detta. Inför uppskjutningen i början av  2030-talet har astronomer från SRON (Netherlands Institute for Space Research) och UvA (University of Virginia) utvecklat en ny metod för att använda av Athena med syfte att studera utflöden vid svarta hål.

Bilder av universum är ofta fulla av stjärnor från Vintergatan men några är inte stjärnor i Vintergatan fast vi tolkat dem så.  Istället är dessa ljusprickar i själva verket centrum av galaxer. De är så långt borta att de framträder som en svag prick och smälter in i stjärnorna av Vintergatan. Detta har lurat astronomer  fram till 1950-talet. Objekten kallas kvasi-stellar objekt (eller kvasarer). Astronomer upptäckte även att spektrumet av vissa av dessa var mycket rödskiftat något som indikerar på ett stort avstånd från oss.

Numera vet astronomer att ljuset från kvasarer måste komma från galaxers centrum - så kallade aktiva galaktiska atomkärnor (AGN) - förmodligen drivna ur ett supermassivt svart hål. Dessa AGN varifrån det strålar ut enorma mängder material från deras närhet (obs närhet inte från det svarta hålet självt vilket visar vilka krafter som är i omlopp).

Elisa Costantini och hennes team vid SRON Netherlands Institute for Space Research, inklusive Anna Juranova i samarbete med Phil Uttley vid Amsterdams universitet studerar dessa utflöden från AGN med hjälp av röntgenrymdteleskop.

 Inför lanseringen av ESA:s nya röntgenuppdrag Athena – som planeras lanseras i början av 2030-talet med ett betydande bidrag från SRON – har teamet utvecklat en ny metod för att studera AGN - utflödena. AGN;s ljusstyrka kan vara mycket varierande över tid och då särskilt i röntgenstrålfältet.

– Vi vill förstå vad som driver utflödena och vilken inverkan dessa har på galaxen de finns i, säger Juranova, som leder arbetet. – För det behöver vi veta utflödets densitet och placering. När vi får de faktiska uppgifterna från Athena den dag detta är i drift jämför vi dem med våra modeller och avgör sedan vilken modell (teori) som matchar observationerna bäst."

Bild Athenas emblem bild vikipedia.

Plutos yta är av skilda åldrar

 

"NASA: s New Horizons - rymdfarkosts returnerade bilder och kompositionsdata som visar att terrängen på Pluto är av olika åldrar, allt från relativt gamla kraterrika områden till mycket unga ytor med få eller inga nedslagskratrar", säger Dr. Kelsi Singer, forskare vid Southwest Research Institute säger att." Liknande ytor finns inte någon annanstans i solsystemet."

I studien analyserade Dr. Singer med stab New Horizons bilder av ett område sydväst om Sputnik Planitia-istäcket en gammal nedslagsbassäng på cirka 1000 km vilken domineras av stora stigningar i terrängen blandat med oregelbundna slätter.

De undersökte områdets geomorfologi och sammansättning man anser  att området troligen skapades av kryovulkanism (isvulkanism).

Det beskrivs många isvulkan-kupoler i regionen, allt från några kilometer stora upp till 7 km höga och 10 till 150 km i diameter. Några av dessa isiga kupoler  har smält samman en gång och bildat än större strukturer. Det observerades även att terrängen är fri från nedslagskratrar här vilket står i kontrast till vissa andra områden på Plutos yta där motsatsen gäller.

"Kryovulkanisk aktivitet i detta område måste vara av relativt ny datum i Plutos historia och kan tyda på att Plutos inre struktur ännu har restvärme eller är varmare än man tidigare förväntat i annat fall hade inte is-vulkanism kunnat ske här.

Bild från vikipedia Pluto sedd från New Horizons 14 juli 2015.

I Jupiters måne Europas underjordiska hav kan syre finnas och därmed liv.

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Dess yta är täckt av is vilket kan förklara varför den nästan helt saknar kratrar (synliga sådana). Månen Europas hav kan innehålla syre och då möjligheten av liv i detta hav under månens isiga yta.

I teorin ges tyngd åt tanken att rikligt med syre kan finnas i Europas undervattenshav efter att detta har strilat ned från månens isiga skal när terrängen där bildades. Faktum är att syrenivåerna i Europas underjordiska hav kan vara lika höga som i jordens hav enligt en ny studie. Något som ger trovärdighet åt månens beboelighet för enkelt liv.

Europa kan hysa liv under isen, säger marc Hesse, professor vid University of Texas at Austin's department of geological sciences i ett uttalande. Vi känner redan till att syre finns på Europas yta vilket innebär att den nya studien nu fokuseras på i vilken utsträckning syre träcker  ner i havet under det 15 kilometer tjocka  isstäcket. Isskorpan  består av väte och syre (fruset vatten). Strålning till månens yta från den närliggande Jupiter reagerar med isen och skapar fritt syre tillsammans med andra föreningar av oxidanter (såsom väteperoxid.)

Den nya studien, som involverar en fysikbaserad datorsimulering av processerna av Europas yta visade att när månens is delvis smälter skapas slask i form av saltlake. Kraften i denna slask träcker genom isen då porer i isen tillfälligt uppstår och vidgas. Det  uppstår då  en väg för den syrerika saltlaken att sippra ner genom isen till havet. Det är dock oklart hur mycket syre som spolas ner den vägen.

 Modellen förutsätter  olika scenarier av ett  "brett spektrum av syrenivåer"  till Europas hav över tid, med magnituder som sträcker sig med en faktor på 10000. Endast den högsta uppsättningen av uppskattning ger syrenivåer i Europas hav som liknar de i jordens hav säger medförfattaren till studien forskaren Steven Vance vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i ett uttalande.

Men om de högsta syrenivåerna är fallet, säger Vance, "är det lockande att tänka att någon form av aeroba organismer lever i havet under isen". ("Anaerob" är enkla organismer som trivs under syresatta förhållanden.

Om liv finns där kan även mer komplexa och större djur eller växter finnas (enligt mig). 

Bild från vikipedia på månen Europa av Ett konstnärligt grepp hur en termisk borr borrar sig igenom isen och dess utplacerade "hydrobot" som kommer ner till oceanen.

Svårförklarad vågrörelse på solen

 

Forskare vid NYU Abu Dhabis (NYUAD) Center for Space Science har upptäckt ett nytt slag av vågor på solen  Vågor på solens yta som färdas mycket snabbare än vad som upptäckts tidigare eller enligt nuvarande  teorier kan  existera.

I studien "Discovery of high-frequency-retrograde vorticity waves in the sun", publicerad i tidskriften Nature Astronomy beskriver forskarna under ledninga av Research Associate Chris S. Hanson följande; Här beskrivs hur de analyserade 25 års data från rymd- och markteleskop och då upptäckte dessa vågor. De högfrekventa så kallade HFR vågorna vilka rör sig i motsatt riktning mot solens rotation och visas som ett mönster av virvlar (virvlande rörelser) på solens yta i en hastighet tre gånger snabbare än den hastighet som antagits kunna ske där.

Solens och stjärnornas inre kan inte avbildas t.ex. optisk eller med röntgenteleskop därför förlitar sig forskarna på att tolka solens händelser på ytan i en mängd vågsignaturer som kallas HFR-vågor.

HFR-vågor är komplexa interaktioner mellan andra välkända vågor som magnetism, gravitation en konvektion som tillsammans (det är sammanslaget av dessa som blir en HFR-våg). "Om HFR-vågorna kunde hänföras till någon  enstaka av dessa tre processer skulle fyndet ha svarat på några öppna frågor vi fortfarande har om solen", säger Hanson. "Men dessa HFR-vågor verkar inte vara ett resultat av enstaka processer ( utan verkar som dessa tillsammans bildar ett annat slag av våg)  och det är spännande eftersom det leder till en helt ny uppsättning frågor."

Forskningen genomfördes inom NYUAD:s Center forSpace Science i samarbete med Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) och New York Universit och med hjälp av NYUAD och TIFR:s beräkningsresurser. Genom att studera solens inre dynamik kan forskare bättre uppskatta solens potentiella inverkan på jorden och andra planeter i vårt solsystem.

"Själva existensen av HFR-vågor och dess ursprung är ett mysterium som kan anspela på ett spännande fysiskt skeende", säger Shravan Hanasoge, en av skaparna till artikeln. "Det har potential att ge insikt om solens ännu okända inre."

Vi ska nog se HFR – vågor (HFR innebär en teori av våg av form-, rörelse- och konvektion) som en sammanslagning av magnetism, gravitation och konvektion som ger en gemensam rörelse av okänt slag anser jag (min anm.).

Bild vikipedia av solens yta registrerad av Hinode's Solar Optical Telescope 12 januari 2007. Bilden visar plasmats trådliknande former som förbinder olika områden med olika magnetisk polaritet. Hinodes-teleskopet kan påvisa dessa mycket dramatiska bilder av kromosfären, ett tunt skikt av solatmosfären som ligger mellan solens synliga yta, fotosfären och koronan.

Gaia fann mycket gamla delar av Vintergatan

 

Gaia är ett rymdobservatorium ägt av Europeiska rymdorganisationen (ESA), som lanserades 2013 och förväntas vara i drift fram till 2025. Observatoriet är utformat för astrometri: mätning av stjärnors positioner, avstånd och rörelser.

Med hjälp av data från Gaia har astronomer visat att en del av Vintergatan känd som "skivan" började bildas för 13 miljarder år sedan, cirka 2 miljarder år tidigare än väntat och 0,8 miljarder år efter Big Bang.

 

Detta överraskande resultat kommer genom en analys utförd av Maosheng Xiang och Hans-Walter Rix vid Max-Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland. Data från ljusstyrkan och positionsdata från Gaias Early Data Release 3 (EDR3) kombinerades med  mätningar av stjärnornas kemiska sammansättningar från data från Kinas Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) där ungefär 250 000 stjärnor har åldersbestämts.

Vid åldersmätningen visades  att vintergatans bildande skedde i två skilda faser. I den första fasen, som började 0,8 miljarder år efter Big Bang började stjärnbildningen som bildade skivan. De inre delarna av glorian kan också ha börjat samlas i i form av moln av materia i detta skede. Men processen  slutförande ungefär två miljarder år senare när en dvärggalax känd som Gaia-Sausage-Enceladus slogs samman med Vintergatan.

 Denna fyllde glorian med stjärnor och utlöste, vilket tydligt framgår  den gryende tjocka skivans form för att bilda majoriteten av dess stjärnor som bildade spiralerna. De  tunna spiraler där det i en av dessa  solen ingår och som bildades under den efterföljande andra fasen av Vintergatans formbildande.

Spiralarmarna och dess stjärnor är yngre än själva skivan vars centrum innehåller ett svart hål. Säkert har det svarta hålet även en betydelse i sammanhanget för början av universum (min anm.) Men vad?

Bild på Gaia rymdteleskop från vikipedia.

Expansionssprickor i månen Enceladus istäcke öppnar gejsrar

 

Enceladus är en av Saturnus månar och har en diameter av cirka 500 kilometer vilket motsvarar en knapp sjättedel av vår månes diameter. År 2006 registrerade Cassini-rymdfarkosten gejsrar som steg upp ur sprickor i isen nära sydpolen på Enceladus. En del så kraftiga som utkast av 200 kilo vatten per sekund.

I en ny studie föreslås nu hur detta kan ske i form av expanderande is som under tusenåriga kylcykler ibland knäcker månens isiga yta och då under hårt vattentryck sprutar ut vatten i form av gejsrar. Månens yta är täckt av ett islager av ca 20-30 kilometers tjocklek. Temperaturen på ytan är ca -201 Celsius.  Ett decennium av data från NASA:s Cassini-Huygens -uppdrag gav bevis på att det finns ett flytande hav inunder det isiga skalet och att det därifrån genom ökat vattentryck uppstod tillfälliga sprickor i isen i form av gejsrar.

"Det fängslade både forskarnas och allmänhetens uppmärksamhet", säger Max Rudolph, biträdande professor i geofysik vid University of California, Davis och huvudförfattare till den nya studien som beskrivit detta fenomen. Studien publicerades i Geophysical Research Letters.

Rudolph och hans kollegor använde en fysikbaserad modell för att kartlägga de förhållanden som kunde tillåta sprickornas uppkomst till ytan från havet därunder och orsaka gejserutbrotten. Modellen arbetade utefter cykler av uppvärmning och kylning under en tidsrymd i en skala av hundra miljoner år och ha ett samband med förändringar i Enceladus omloppsbana runt Saturnus.

Under varje cykel genomgår isens yta en upptiningsperiod och en period av förtjockning av isen. Förtjockningen sker genom frysning vid isens yta ner mot botten en naturlig isfrysning som växer nedåt likt is på en sjö på jorden gör vintertid, säger Rudolph.

Trycket från denna nedåt expanderande is av havet är en möjlig mekanism som forskare föreslår som förklaringen till Enceladus gejsrar. När den yttre isens yta fryser och isen ökar i tjocklek ökar trycket på havet under isen genom att is har större volym än vatten. Det då ökande trycket på vattnet skapar då rörlighet i isen då vattnets expansion och tryck gör att vattnet söker vägar  i sin expansion att hitta någonstans att ta vägen och då söker efter eller bildar sprickor i svagare is och då når ytan 20-30 kilometer ovan. En trolig förklaring av gejsrarna på denna måne.

Men samma förklaring kan inte förklara gejserutbrott på Jupiters måne Europa vilken likt Enceladus är en annan isig månvärld ungefär lika stor som jordens egen måne.

Denna mekanism för havstryck och spontant utbrott kan inte förklara det som sker på månen Europa, säger Rudolph. Ytterligare forskning och observation på månen behövs för att fastställa de potentiella orsakerna till månen Europas utbrott. Rudolph ser fram emot Europa Clipper - uppdraget, rymdfarkosten som för närvarande monteras av NASA för att lära mer om de geologiska processerna på månen Europa.

Bild från vikipedia på Saturnus måne Enceladus. Belägg för en underjordisk ocean av flytande vatten på Enceladus rapporterades den 3 april 2014. Bilden är en konstnärlig tolkning av hur det kan se ut där.

Kan asteroiden Ryugu vara ett fragment av en komet.

 

62173 Ryugu är en Jordnära asteroid som upptäcktes den 10 maj 1999. Den 27 juni 2018 gick den japanska rymdsonden Hayabusa 2 in i omloppsbana runt asteroiden. I oktober 2018 släppte Hayabusa 2 ner en liten robot, Mascot på Ryugus yta med uppdraget att under 19 timmar kartlägga och fotografera Ryugu. Asteroiden visades bestå av samma typ av stenar som fanns i den solnebulosa som vårt planetsystem bildades ur för nästan 4,6 miljarder år sen. Sten i form av millimeterstora droppformade kulor vilket tyder på att bergarten inte har varit utsatt för en kraftig omvandling i rymden vilket i sin tur innebär att det är en väldigt primitiv typ av sten. Asteroiden har bergarter betydligt äldre än de som finns på jorden.

Asteroiden består av små stenföremål och stabila material som klumpats ihop av gravitationen och nu kan ses som ett enda monolitiskt stenblock. Ryugu en snurrande hög av sten förmodligen orsakat av deformation inducerad av den snabba rotationen. Ryugu kan ses bestå av anmärkningsvärt mycket naturmaterial (små stenar).

Av dessa tre påståenden är den tredje egenskapen en fråga om asteroidens ursprung. Den nuvarande vetenskapliga konsensusen är att Ryugu härstammar från de partiklar som lämnades kvar efter en kollision mellan två större asteroider. Detta verkar fel om asteroiden har överdrivet mycket naturligt innehållsmaterial (material av samma stenstorlek).

I ett aktuellt försök att svara på denna fråga föreslogs av personal som analyserade den data man har under ledning av affiliateprofessor Hitoshi Miura vid Nagoya Metropolis College, Japan, en alternativ rationalisering som backas upp av en jämförelsevis enkel teori. Enligt definitionen i deras uppsats som beskrevs i The Astrophysical Journal Letters, diskuterar forskarna om Ryugu likt jämförbara asteroider av stenspillror, i själva verket kan vara rester av utdöda kometer. Undersökningen genomfördes i samarbete med professor Eizo Nakamura och affiliateprofessor Tak Kunihiro från Okayama College, Japan.

Kometer är små och består främst av vattenis med några steniga delar (partiklar) i isen. Om en komet kommer in i det inre fotovolaiska systemet (närmande till solen)  kommer  isen att sublimera och försvinna och  steniga partiklar som komprimerats genom gravitation att finnas kvar och objektet ses som en asteroid. Detta kan man se har skett med asteroiden Leonard. Jag hade ett inlägg om asteroiden Leonard den 28 mars.

Dr. Miura förklarar, "Sublimering av is orsakar att kärnan i kometen förlorar massa och krymper vilket ökar dess rotationshastighet. På grund av denna spin-up kan kometkärnan få den rotationshastighet som krävs för bildandet av en spinnande toppform. Dessutom tros de isiga delarna av kometer innehålla naturlig materia som genereras inom det interstellära mediet. Dessa naturliga förnödenheter kan deponeras på de steniga partiklarna som lämnas kvar eftersom isen sublimerar."

Allmänt innebär denna undersökning att snurrande toppformade, spillhögobjekt med överdrivet naturligt innehållsmaterial, som liknar Ryugu och Bennus (målet för OSIRIS-Rex-uppdraget) är komet-asteroidövergångsobjekt (CAT). "CATs är små objekt som har varit kometer men har börjat sönderbrytas och då till synes blir oskiljbara från asteroider", förklarar Dr. Miura.

Bild vikipedia på kometen.